激光跟蹤儀激光安全等級(jí)是多少？

提出這個(gè)問(wèn)題之前，我們首先要了解激光跟蹤儀。

什么是激光跟蹤儀？激光跟蹤儀一般應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

激光跟蹤儀是激光干涉測(cè)距技術(shù)、激光絕對(duì)測(cè)距技術(shù)、精密測(cè)角技術(shù)、光電探測(cè)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、精密跟蹤技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算理論等各種先進(jìn)技術(shù)的集大成之作，需要突破百米的測(cè)量范圍、毫秒級(jí)的測(cè)量時(shí)間、微米級(jí)的測(cè)量精度以及動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量等各項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，技術(shù)門檻非常高，需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，幾乎不存在彎道超車的可能性。

說(shuō)起激光跟蹤儀，高端裝備制造企業(yè)對(duì)它大概并不陌生，它是一種大尺寸空間幾何量精密測(cè)量?jī)x器，是大型高端裝備制造的核心檢測(cè)儀器，具有測(cè)量功能多（三維坐標(biāo)、尺寸、形狀、位置、姿態(tài)、動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)參數(shù)等）、測(cè)量精度高、測(cè)量速度快、量程大、可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等特點(diǎn)。檢測(cè)的裝備體積越大越能顯示出此類產(chǎn)品的優(yōu)越性，所以它更多出現(xiàn)在航空航天、汽車制造、重型機(jī)械制造、重工與船舶、能源、科研、醫(yī)療等領(lǐng)域等先進(jìn)制造領(lǐng)域。

激光跟蹤儀的主要特點(diǎn)就是高精度、大工作空間、實(shí)時(shí)跟蹤與動(dòng)態(tài)測(cè)量、高效便捷、多功能性等特點(diǎn)。

在大尺寸精密測(cè)量領(lǐng)域，激光跟蹤儀具有測(cè)量范圍大、精度高、功能多、可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，取代了大型固定式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、經(jīng)緯儀、全站儀等許多傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備，在設(shè)備校準(zhǔn)、部件檢測(cè)、工裝制造與調(diào)試、集成裝配和逆向工程等應(yīng)用領(lǐng)域顯示出極高的測(cè)量精度和效率，激光跟蹤儀已成為大尺寸精密測(cè)量的主要手段，在實(shí)踐中可以為為航空航天、汽車制造、重型機(jī)械制造、重工與船舶、科學(xué)研究、能源、醫(yī)療等領(lǐng)域等行業(yè)提供可靠的技術(shù)保障。

激光跟蹤儀的工作原理是怎樣的？為什么激光跟蹤儀能實(shí)現(xiàn)高精度空間坐標(biāo)測(cè)量？

實(shí)際上，激光跟蹤儀是基于球坐標(biāo)測(cè)量，激光跟蹤儀采用球坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行空間定位，通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度（水平和垂直方向）和一個(gè)距離（沿光路方向）來(lái)確定目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

下面為大家舉個(gè)例子，激光測(cè)距系統(tǒng)獲得靶球到儀器的精確距離r，方位編碼器和俯仰編碼器測(cè)角系統(tǒng)分別測(cè)出目標(biāo)方位角A和俯仰角E，利用這三個(gè)原始測(cè)量值，就可以通過(guò)球坐標(biāo)與直角坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系獲取空間三維直角坐標(biāo)（X，Y，Z）。

合作靶球在空間移動(dòng)時(shí)，從合作靶球返回的一部分光會(huì)進(jìn)入激光跟蹤儀內(nèi)部的位置檢測(cè)器（PSD，Position Sensitive Detector），隨著合作靶球的移動(dòng)PSD將探測(cè)偏移值，跟蹤控制系統(tǒng)根據(jù)這個(gè)偏移值控制方位和俯仰電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)直到偏移值為零，從而達(dá)到跟蹤的目的。

測(cè)量組合參數(shù)(A，E，r) 經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到空間三維直角坐標(biāo)（X，Y，Z）后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件可以得到被測(cè)對(duì)象各種幾何量參數(shù)。激光跟蹤儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)以后，經(jīng)上位機(jī)解析可以確定目標(biāo)的三維尺寸、幾何形貌等信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示并打印測(cè)量結(jié)果。

在激光跟蹤儀工作時(shí)，首先需要建立激光跟蹤儀坐標(biāo)系與上述測(cè)量模塊之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并通過(guò)視覺(jué)測(cè)量中縱向投影比不變的約束實(shí)現(xiàn)橫滾角測(cè)量；在上述基礎(chǔ)上，基于光束向量唯一性約束和激光準(zhǔn)直傳感原理實(shí)現(xiàn)方位角和俯仰角的測(cè)量，最后實(shí)現(xiàn)三個(gè)空間姿態(tài)角的測(cè)量；除此之外，還融入了慣性測(cè)量單元IMU的測(cè)量信息，用于動(dòng)態(tài)條件下的輔助測(cè)量。

一臺(tái)激光跟蹤儀一般由哪些部件組成呢？

激光跟蹤儀部件組成主要是激光發(fā)射單元、角度測(cè)量單元、干涉測(cè)距單元、控制器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，還包括跟蹤頭，也可以叫跟蹤站，激光跟蹤儀還有一個(gè)關(guān)鍵部件是目標(biāo)鏡，目標(biāo)鏡一般放置在待測(cè)物體表面或是配合專門的測(cè)量附件，將激光反射回跟蹤儀，實(shí)現(xiàn)雙向通信和動(dòng)態(tài)跟蹤。

最后就是便攜式支架或者是固定安裝架，主要用來(lái)固定激光跟蹤儀，確保激光跟蹤儀的穩(wěn)定性。

激光跟蹤儀作為一款激光產(chǎn)品，激光跟蹤儀激光安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是多少呢？

激光跟蹤儀跟大多數(shù)激光產(chǎn)品一樣，都需要遵循目前主流的三大激光安全標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)激光人眼安全要求，在中國(guó)國(guó)內(nèi)的所有激光產(chǎn)品必須強(qiáng)制符合GB7247.1的激光輻射安全要求,符合激光的等級(jí)分類、標(biāo)志、警告和使用指導(dǎo)。檢測(cè)必須由資質(zhì)認(rèn)定的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。國(guó)際上的所有激光產(chǎn)品必須強(qiáng)制符合IEC60825-1的激光輻射安全要求，符合激光的等級(jí)分類、標(biāo)志、警告和使用指導(dǎo)。檢測(cè)必須由中國(guó)認(rèn)可、國(guó)際互認(rèn)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

出口美國(guó)的所有激光產(chǎn)品必須強(qiáng)制符合21CFR1040.10的激光輻射安全要求，符合激光的等級(jí)分類、標(biāo)志、警告和使用指導(dǎo)。檢測(cè)必須由中國(guó)認(rèn)可、國(guó)際互認(rèn)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

激光跟蹤儀激光安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的國(guó)家和地區(qū)，有不同的激光安全標(biāo)準(zhǔn)要求，目前國(guó)內(nèi)的GB7247.1和IEC60825-1基本一致。

美國(guó)21CFR1040.10激光安全標(biāo)準(zhǔn)則稍微有一點(diǎn)差異。

針對(duì)1類激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是適用的。

即任何激光器或包含激光器的激光系統(tǒng)，在正常操作期間不會(huì)發(fā)出可能導(dǎo)致眼睛或皮膚傷害的水平的激光輻射。不適用于使用期間移除1類外殼后可能包含更高類別的激光。

針對(duì)1M類激光，F(xiàn)DA 21CFR 1040.10激光安全標(biāo)準(zhǔn)并不適用。

針對(duì)2a類激光，GB7247.1激光安全標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)，但是FDA 21CFR 1040.10激光安全標(biāo)準(zhǔn)是適用的。即基于1000秒的最大曝光時(shí)間，不用于直接觀看平且在操作過(guò)程中不會(huì)對(duì)眼睛或皮膚造成任何可能傷害的可見(jiàn)激光。

2類激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是適用的。

即可見(jiàn)激光，被認(rèn)為無(wú)法在人眼厭惡反應(yīng)的時(shí)間段（0.25秒）內(nèi)發(fā)出可能會(huì)導(dǎo)致皮膚或眼睛受傷的激光輻射。

2M類激光，F(xiàn)DA 21CFR 1040.10激光安全標(biāo)準(zhǔn)并不適用。

3a類激光，GB7247.1激光安全標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)，但是FDA 21CFR 1040.10激光安全標(biāo)準(zhǔn)是適用的。即類似于2類激光器，但不能使用光學(xué)器件直接觀察光束（此類別僅為可見(jiàn)光）

3R類激光，F(xiàn)DA 21CFR 1040.10激光安全標(biāo)準(zhǔn)并不適用。

3b類激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是適用的。

即中等功率激光器（可見(jiàn)或不可見(jiàn)區(qū)域），在光束內(nèi)（直接）或鏡面（如鏡子）條件下接觸會(huì)對(duì)眼睛造成潛在危害。

4類激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是適用的。

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