Laserskyddsfönster
Laserskyddsfönster gör det möjligt att övervaka en laserprocess utan att öppna skyddskapslingen eller beträda laserområdet. Fönstret fungerar som en del av den skyddande barriären och filtrerar laserstrålning inom specificerade våglängdsområden samtidigt som operatören kan se processen och utrustningen innanför.
Rätt laserskyddsfönster måste väljas utifrån den aktuella lasern och installationen. Våglängd, lasereffekt, exponeringsförhållanden, filtermaterial och fönstrets placering är några av de faktorer som påverkar vilken skyddsnivå som krävs.
Vad är ett laserskyddsfönster?
Ett laserskyddsfönster är ett optiskt filter som monteras i exempelvis en lasercell, skyddskapsling, dörr eller vägg för att ge visuell åtkomst till laserprocessen utan att den skyddande barriären behöver öppnas.
Filtret är konstruerat för att kraftigt reducera laserstrålning inom specificerade våglängdsområden samtidigt som en del av det synliga ljuset kan passera.
Det innebär att operatören kan övervaka exempelvis:
- laserbearbetningen
- arbetsstycket
- robotens eller maskinens rörelser
- fixturer och positionering
- processens förlopp
utan att behöva gå in i det avskärmade området.ydd bestäms utifrån det aktuella lasersystemet och applikationen.
Våglängden avgör vilket filter som behövs
Precis som för laserskyddsglasögon måste ett laserskyddsfönster vara anpassat till laserns våglängd.
Olika lasertyper arbetar vid olika våglängder. Exempel är fiber- och Nd:YAG-lasrar omkring 1 µm och CO₂-lasrar vid 10,6 µm. Ett filter som ger hög skyddsnivå inom ett våglängdsområde behöver därför inte ge motsvarande skydd vid en annan våglängd. Kommersiella laserskyddsfönster specificeras därför med tydliga våglängdsområden och skyddsnivåer.
Valet av fönster ska därför alltid utgå från den laser eller de lasrar som kan förekomma i installationen.
Optisk densitet – OD
Optisk densitet, OD, beskriver hur kraftigt ett filter dämpar laserstrålning vid en viss våglängd.
Ju högre OD-värde, desto större dämpning.
Som exempel innebär OD 6 en dämpningsfaktor på en miljon vid den specificerade våglängden. Principen är densamma som för laserskyddsglasögon.
Men för laserskyddsfönster – framför allt i högeffektsinstallationer – finns ytterligare en mycket viktig faktor.
OD är inte hela skyddet
Ett material kan ha mycket hög optisk densitet och ändå skadas snabbt om det träffas av en tillräckligt kraftig laserstråle.
Därför måste man även ta hänsyn till materialets förmåga att motstå den möjliga laserexponeringen.
Det är särskilt viktigt i industriella processer med hög lasereffekt. Ett tunt material kan exempelvis ha tillräcklig OD för en viss våglängd men ändå brännas igenom om det utsätts för en koncentrerad högeffektsstråle. För skyddsfönster i sådana miljöer behöver både optisk dämpning och materialets tålighet mot laserexponering bedömas.
Synligt ljus och VLT
Ett laserskyddsfönster måste inte bara skydda – det ska också göra det möjligt att se vad som händer innanför kapslingen.
VLT – Visible Light Transmission anger hur stor andel av det synliga ljuset som passerar genom filtret.
Hög VLT ger normalt bättre sikt genom fönstret, medan filter med kraftig dämpning inom vissa våglängdsområden kan påverka både ljusgenomsläpp och färgåtergivning.
Exempel på kommersiella filter visar hur olika filter kan ha mycket olika VLT och färgton beroende på vilka våglängder de är konstruerade för att blockera. Vid val av fönster behöver man därför hitta rätt balans mellan skyddsnivå och god sikt in i processen.
Glas eller plast?
Laserskyddsfönster kan tillverkas av olika filtermaterial.
Vanliga lösningar är exempelvis:
Glasfilter – kan ge hög optisk kvalitet, god ljustransmission och höga skyddsnivåer.
Polykarbonat eller akryl – kan vara lättare och göra det möjligt att tillverka större fönster till en lägre kostnad. Vilket material som är lämpligt beror på våglängd, erforderlig skyddsnivå, storlek, mekaniska krav och hur fönstret kan exponeras i installationen.
Passiva och aktiva laserskyddsfönster
De flesta laserskyddsfönster fungerar som passiva skydd. Filtermaterialet absorberar eller blockerar laserstrålningen utan någon aktiv övervakning.
För särskilt krävande installationer finns även aktiva laserskyddsfönster.
Ett aktivt system kan övervaka fönstret och kopplas till laserinstallationens interlocksystem. Om en farlig laserstråle träffar fönstret kan systemet reagera och bryta laseremissionen.
Ett exempel är Lasermets Glaser Jailer, som är konstruerat för att kopplas till interlocksystemet och bryta säkerhetsingången inom 25 ms om fönstret träffas av laserstrålning.
Det gör aktivt skydd särskilt intressant i högeffektsinstallationer där konsekvenserna av långvarig direkt bestrålning av ett fönster kan bli stora.
Placering av laserskyddsfönster
Fönstret ska ge god överblick över processen samtidigt som risken för direkt bestrålning minimeras.
Laserskyddsfönster kan exempelvis monteras i:
- väggpaneler i laserceller
- dörrar
- mindre maskinkapslingar
- operatörsområden
- separata laserklassade barriärer.
Viewing windows används också som integrerade komponenter i kompletta laser safety cells för att operatörer ska kunna se processen från utsidan. Placering och dimensionering bör därför vara en del av säkerhetskonstruktionen för hela installationen – inte något som bestäms isolerat.
Fönstret är en del av skyddsbarriären
Ett laserskyddsfönster ska betraktas som en del av den kompletta skyddskapslingen.
Det innebär att det inte räcker att själva filtermaterialet har rätt egenskaper. Infästning, ram, fogar och övergången mellan fönstret och kapslingen måste också utformas så att den avsedda skyddsfunktionen bibehålls.
På samma sätt måste dörrar, genomföringar, ventilationsöppningar och andra delar av kapslingen ingå i bedömningen.
Standarder och riskbedömning
För laserskyddsfönster som används som en del av en laserbarriär är IEC 60825-4 – Safety of laser products – Part 4: Laser guards central. Standarden behandlar laser guards och används för att bedöma skyddsbarriärers förmåga att motstå laserstrålning.
Beroende på produkt och användningsområde kan även andra standarder och klassificeringar vara relevanta.
Det viktiga är att skyddsfönstret väljs utifrån den faktiska laserinstallationen och dess riskbedömning, inte enbart utifrån ett enskilt värde som OD.
Laserskyddsfönster från LMI AB
LMI AB erbjuder laserskyddsfönster för olika lasertyper, våglängder och industriella installationer.
Fönstren kan användas i exempelvis laserceller, skyddskapslingar och dörrar där processen behöver kunna övervakas utan att den skyddande barriären öppnas.
Genom att utgå från laserdata och installationens utformning kan rätt kombination av våglängdsområde, skyddsnivå, material, storlek och visuell transmission väljas.
Behöver du hjälp att välja rätt laserskyddsfönster?
Vilket fönster som behövs beror på laserns våglängd och effekt, processens egenskaper och hur fönstret placeras i installationen.
Kontakta LMI AB så hjälper vi dig att hitta ett laserskyddsfönster anpassat till din laser och säkerhetslösning.
Urban Gärds
Kontaktperson för skyddsfönster
Urban hjälper er att ta fram rätt skyddsfönster