СПОСОБ ОЦЕНКИ ЛАЗЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЛАЗЕРНЫХ УСТРОЙСТВ В СОЗДАНИИ ШОУ
METHOD OF EVALUATING LASER SAFETY WHEN USING LASER DEVICES IN CREATING SHOWS

Изобретение относится к медицине, именно к гигиене труда, и может быть использовано для оценки лазерной безопасности при использовании лазерных устройств в создании лазерного шоу.
Под понятием "лазерное шоу" понимают применение лазерных проекционных систем для создания статических или динамических, как правило, музыкально-синхронизированных, лучевых композиций в пространстве зрительской аудитории или графических изображений на экране. В качестве объекта локализации изображения может быть использована любая светорассеивающая среда, например стена здания, рельеф местности, отражающий или полупрозрачный экран. В концертных и театральных программах иногда используют лазерные эффекты как элемент светового оформления. Как правило, это лучевые композиции, дифракционные картины, развертки луча в пространстве, позволяющие в слегка задымленном пространстве сцены и зала создавать волны, туннели и множество других объемных композиций в соответствии с возможностями сканирующих устройств проекционной системы.
При проведении лазерного шоу должны выполняться определенные правила и требования, обеспечивающие безопасность человека и окружающих объектов. В первую очередь эти требования касаются мощности лазерных лучей, их направления и продолжительности воздействия. Нарушение правил безопасности во время проведения лазерного шоу может привести к тяжелым последствиям для здоровья окружающих.
Методы измерений параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью определения степени опасности излучения для организма человека устанавливает ГОСТ 12.1.031-81 ЛАЗЕРЫ Методы дозиметрического контроля лазерного излучения. Сущность дозиметрического контроля лазерного излучения заключается в измерении параметров излучения в заданной точке пространства и сравнении полученных значений средней энергетической освещенности от непрерывного излучения и энергетической экспозиции от импульсного/импульсно-модулированного излучения со значениями соответствующих предельно допустимых уровней (ПДУ), установленными "Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров" (утв. Главным государственным санитарным врачом СССР 31 июля 1991 г. N 5804-91).
Однако использование данного способа при лазерном шоу сложно и трудоемко. На сегодняшний день нет определенной методики по проведению оценки безопасности рассеянного и диффузно отраженного излучения от лазерных проекторов. Схема проведения замеров зависит от размеров площадки, на которой проводится лазерное шоу, и используемых графических образов, что делает процесс оценки безопасности сложным и трудоемким. Измерения уровней диффузно отраженного и рассеянного лазерного излучения проводят по лучевым эффектам, графическим изображениям и другим лазерным композициям в различных точках пространства в местах возможного нахождения артистов и зрителей.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в разработке способа, позволяющего измерять максимальную интенсивность рассеянного и диффузно отраженного излучения лазерных проекторов независимо от используемых графических эффектов и стандартизировать методику оценки лазерной безопасности при использовании лазерных устройств в создании шоу.
Заявленный технический результат достигается в способе оценки лазерной безопасности при использовании лазерных устройств в создании шоу, включающем измерение параметров лазерного излучения в заданных точках пространства и сравнение полученных значений со значениями соответствующих предельно допустимых уровней, в котором измерение параметров лазерного излучения проводят в наиболее ярких опорных точках тестовой картины.
Известно, что правильная настройка скорости сканирования лазерного проектора определяется по тестовой картине. Авторами было предложено проводить измерения параметров лазерного излучения для оценки лазерной безопасности в наиболее ярких опорных точках тестовой картины.
Были выполнены исследования, в которых проводилось сравнение результатов замеров интенсивности лазерного излучения и расчетов ПДУ, полученных точках различных лазерных эффектов и в точках тестовой картины в режиме максимального воздействия лазерного излучения на глаза.
Расположение оборудования было выбрано исходя из оценки геометрических размеров нескольких площадок, на которых возможно проведение лазерных шоу. В результате анализа обоснованы средние минимальные значения, позволяющие проводить оценку безопасности лазерных проекторов независимо от того, где будет применяться шоу-система, на стадионе или в небольшом танцевальном клубе.
Расстояние между лазерным проектором и экраном было выбрано 7 м (рабочее место артиста), размеры экрана составляли 3×4 м. Это минимальный размер используемых экранов, при проекции излучения на такой экран интенсивности лазерного излучения имеют максимальное значение.
Время действия рассеянного излучения на глаза принято за время реакции глаза, 0,25 с.
В исследовании был использован лазерный проектор GS-5W Air с выходной мощностью лазерного излучения 5 Вт.
В таблице 1 представлены результаты проведенных исследований.
Как видно из таблицы 1, наибольшие уровни лазерного излучения были зафиксированы в наиболее ярких опорных точках тестовой картины.
Таким образом, результаты проведенных исследований подтвердили обоснованность выбора точек, в которых необходимо проведение замеров лазерного излучения. Видно отсутствие необходимости использования при измерениях нескольких световых лазерных эффектов.
На фигуре 1 представлена тестовая картина-сетка с правильной настройкой скорости сканирования и угла сканирования; на фигуре 2 - схема размещения оборудования с указанием мест проведения замеров.
С использованием заявленного способа были проведены замеры интенсивности лазерного излучения и расчеты ПДУ для графического лазерного проектора SPECTRUM 2000RGB-5W с выходной мощностью лазерного излучения 5 Вт.
Измерения проводились в наиболее ярких опорных точках тестовой картины (Фиг.1) на рабочем месте оператора, возможном месте нахождения артиста и зрителя (Фиг.2). Интенсивность диффузно-отраженного лазерного излучения для оператора измерялась на расстоянии 0,5 м и 8 м от экрана (точки 2 и 1 соответственно). В точке 3, непосредственно на экране, проводились замеры интенсивности рассеянного излучения. Во время проведения лазерного шоу на сцене, на расстояниях от 1 до 6 м от экрана, могут находиться артисты. Глаза и кожа артистов может подвергаться действию диффузно отраженного и рассеянного лазерного излучения. Поэтому интенсивность лазерного излучения измерялась также на расстояниях 8 и 13 м от сканирующей системы (точки 4, 5, 6, 7). Место нахождения зрителя располагается не ближе 10 м от экрана. При этом глаза и кожа зрителей может подвергаться действию диффузно отраженного и рассеянного лазерного излучения. В связи с этим в точках 8 и 9 проводят замеры лазерного излучения, действующего на зрителя.
Время действия рассеянного излучения на глаза артиста и зрителя было принято за время реакции глаза, 0,25 с. Время действия рассеянного излучения на кожу артиста и зрителя, а также время действия диффузно отраженного излучения на глаза участников принято за максимальное время проведения шоу, 10 минут.
В таблице 2 представлены результаты замеров интенсивности лазерного излучения и расчетов ПДУ. Данные указаны на основании проведенных 10 замеров в каждой точке. Жирным шрифтом выделены превышения уровней ПДУ для глаз.
Из таблицы 2 видно, что превышение ПДУ при воздействии лазерного излучения на глаза получено при замере интенсивности рассеянного излучения на экране и через экран на местах размещения артиста и зрителя.
На основании полученных данных была рассчитана лазерноопасная зона по известной методике (Кириллов А.И., Морсков В.Ф., Устинов Н.Д. Дозиметрия лазерного излучения / Под ред. Н.Д.Устинова. - М.: Радио и связь, 1983. - 192 с.). Она оказалась равной 19 м. Таким образом, данный проектор может быть использован в зале, где расстояние от лазерного проектора до места возможного нахождения артистов более 19 метров.
Использование заявленного способа позволяет измерять максимальную интенсивность рассеянного и диффузно отраженного излучений лазерных проекторов и стандартизировать методику оценки лазерной безопасности при использовании лазерных устройств в создании шоу.