我想建立一个DIY激光标签系统。网站里程碑建议使用Vishay Tsal-6100作为IR-LED。这是一个数据表:http : //www.mouser.com/ds/2/427/tsal6100-279822.pdf
由于我想聚焦光线(可能在镜头后发散一两个角度),因此我开始考虑对眼睛的潜在危险。阅读有关该主题的信息表明,红外光可能会非常成问题。眼睛看不到红外波长,也无法对过度曝光做出反应。因此,至关重要的是要确保其在安全标准范围内。
例如IEC 62471,这似乎是适用的规范。实际上,Vishay已发布了一份文档,其中包含有关此规范的LED数据:http : //www.vishay.com/docs/81935/eyesafe.pdf
在最坏的情况下,Tsal6100被描述为400mW / sr。据认为,这意味着该LED是“免税的” =危险程度低于1级。
但是,这是什么意思 ?规格为230mW / sr,因此似乎它们已经包含某种安全裕度。我找不到达到此强度的距离。如果规格在1m距离处记录到230mW / sr,并且根据规范,最坏的情况是50cm,则聚焦光束(直径10cm ^ 2,一些角度发散)的强度可能更高。
我的问题:如何计算光束强度?我如何知道LED是否可以安全使用?
更新:
我阅读了mW / sr单位,发现以下定义:
- 视强度
- 欧米茄作为角度
聚焦LED之前的半角是10度,镜头之后我希望得到1度。因此系数约为10。我应用了一些数学运算:
如果我正确理解这一点,那么聚焦光束的强度是未聚焦光束的十倍。这是正确的吗 ?
一个新问题是:如何获得源区域?应该是镜头的表面。
我试图在此计算器中输入值:http : //www.intersil.com/en/products/optoelectronics/ambient-light-sensors/eye-safety.html
(非常感谢戴夫的大力支持)
但是有很多领域我只是不知道该如何填写。2300mW的LED总是致命的,这似乎不正确。
作为健全性检查,我试图将规格表中的值复制到计算器中。事实证明,LED危险,甚至没有聚焦。现在,我确定我犯了一些错误,因为Vishay表示此产品是“免税品”。
- 我的设置中的LED是什么类型?我选择了“镜头”
- 如果我选择镜头,那么“扩展源区域”到底是什么?镜片的表面?
您能否帮助我并尝试输入自己的价值观?计算器是一个Excel电子表格。我将其复制到我的保管箱中,因此您可以在线使用Microsoft Excel。这是链接:https : //www.dropbox.com/s/r28n3p6bdf5m7hs/exposure-calculator.xlsx?dl=0
再次,规格表的链接是:http : //www.mouser.com/ds/2/427/tsal6100-279822.pdf
大更新:
要更精确地了解我的计算器问题:为了获得有趣的限值,例如暴露限值和安全系数,必须选择“ Intersil接近式设备类型”。对于此字段,您可以在“标准接近传感器”或“远程接近传感器”之间进行选择。
如果没有选择,安全系数字段将保留为空。
也许不用这个计算器就可以解决问题?
我考虑过这个单位mW / sr。显然,它不依赖于距离。因此,为了获得对眼睛的影响,可能有必要确定实际“击中”眼睛的区域的比例。在距IR LED 10m处,半角10°产生了一个半径为1.73m且面积为9.4m ^ 2的圆。眼睛(不是瞳孔,我不太确定会伤害什么)的面积可能为3cm ^ 2。那是一个非常低的百分比,肯定是无害的。
因此,我可以假设镜片会产生完全平行的光束,然后在镜片表面积和眼睛表面积之间产生分数。
这使我的问题更简单:什么力量对眼睛无害。假设眼睛的面积固定,您能计算出使LED无害的透镜直径吗?这种方法行吗?
我对照Vishay安全文件进行了检查:
在红外发射器的情况下,主要限制是在780 nm至3000 nm波长范围内的角膜/晶状体风险。这将辐照度限制为E_e = 100 W / m ^ 2,该辐照度表示为强度I_e = 4 W / sr,同时考虑到该标准的测量条件(距离0.2 m)
这指定:可视距离为0.2m,限制为4 W / sr。根据我上面的想法,他们可能计算了该距离处的视锥,然后确定了眼睛表面积的百分比。然后,您可以得出I_e = 4 W / sr的具体值。
这意味着我可以获取其他距离的值。对于0.2m的距离,每个区域的最大功率为4W / sr。在0.1m处,视锥面积为该面积的1/4,因此I_e的最大值为1W / sr-思考:视锥为该面积的1/4->眼表百分比是视线面积的4倍- >单位面积的功率必须是参考值的1/4。在0.05m时,仅允许250mw / sr。
对于TSAL-6100,文件说:“绝对最大额定值下的最大强度” 400mW / sr。
因此,我相信我可以使用f> 0.063m的LED。其后的计算结果:TSAL的每区域最大功率为400mW / sr。这比每个区域的参考功率低10倍。锥底面积随着锥高而平方减小。因此,我可以将距离减少sqrt(10)。这导致了6.3厘米的可视距离。
我认为6.3厘米是直接观察TSAL-6100的安全极限。你能检查一下我的计算结果吗?
如果我将透镜恰好在焦距为6.3xxx cm的这个位置上安装,那么无论从任何距离看,我都好像从6.3cm的距离看LED。确切的安全裕度。
仍然让我感到困扰的是:不同的LED具有不同的半角。他们怎么能为所有红外LED指定一个具体的I_e?TSAL-6200(20°半角)的圆锥比TSAL-6100的圆锥大得多。因此,进入眼睛的光的比例应较小。因此,I_e应该更大。
也许我的整个方法被打破了?