激光跟蹤儀激光安全等級是多少？

提出這個問題之前，我們首先要了解激光跟蹤儀。

什么是激光跟蹤儀？激光跟蹤儀一般應用在哪些領域？

激光跟蹤儀是激光干涉測距技術、激光絕對測距技術、精密測角技術、光電探測技術、精密機械技術、精密跟蹤技術、現(xiàn)代數(shù)值計算理論等各種先進技術的集大成之作，需要突破百米的測量范圍、毫秒級的測量時間、微米級的測量精度以及動態(tài)實時跟蹤測量等各項技術難點，技術門檻非常高，需要長期的經(jīng)驗積累，幾乎不存在彎道超車的可能性。

說起激光跟蹤儀，高端裝備制造企業(yè)對它大概并不陌生，它是一種大尺寸空間幾何量精密測量儀器，是大型高端裝備制造的核心檢測儀器，具有測量功能多（三維坐標、尺寸、形狀、位置、姿態(tài)、動態(tài)運動參數(shù)等）、測量精度高、測量速度快、量程大、可現(xiàn)場測量等特點。檢測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、重型機械制造、重工與船舶、能源、科研、醫(yī)療等領域等先進制造領域。

激光跟蹤儀的主要特點就是高精度、大工作空間、實時跟蹤與動態(tài)測量、高效便捷、多功能性等特點。

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

激光跟蹤儀的工作原理是怎樣的？為什么激光跟蹤儀能實現(xiàn)高精度空間坐標測量？

實際上，激光跟蹤儀是基于球坐標測量，激光跟蹤儀采用球坐標系統(tǒng)進行空間定位，通過測量兩個角度（水平和垂直方向）和一個距離（沿光路方向）來確定目標點的三維坐標。

下面為大家舉個例子，激光測距系統(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角系統(tǒng)分別測出目標方位角A和俯仰角E，利用這三個原始測量值，就可以通過球坐標與直角坐標之間的轉(zhuǎn)換關系獲取空間三維直角坐標（X，Y，Z）。

合作靶球在空間移動時，從合作靶球返回的一部分光會進入激光跟蹤儀內(nèi)部的位置檢測器（PSD，Position Sensitive Detector），隨著合作靶球的移動PSD將探測偏移值，跟蹤控制系統(tǒng)根據(jù)這個偏移值控制方位和俯仰電機轉(zhuǎn)動直到偏移值為零，從而達到跟蹤的目的。

測量組合參數(shù)(A，E，r) 經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換得到空間三維直角坐標（X，Y，Z）后，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析軟件可以得到被測對象各種幾何量參數(shù)。激光跟蹤儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將測量數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機以后，經(jīng)上位機解析可以確定目標的三維尺寸、幾何形貌等信息，并通過計算機實時顯示并打印測量結(jié)果。

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

一臺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、角度測量單元、干涉測距單元、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關鍵部件是目標鏡，目標鏡一般放置在待測物體表面或是配合專門的測量附件，將激光反射回跟蹤儀，實現(xiàn)雙向通信和動態(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標準是多少呢？

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準，根據(jù)激光人眼安全要求，在中國國內(nèi)的所有激光產(chǎn)品必須強制符合GB7247.1的激光輻射安全要求,符合激光的等級分類、標志、警告和使用指導。檢測必須由資質(zhì)認定的檢測機構進行。國際上的所有激光產(chǎn)品必須強制符合IEC60825-1的激光輻射安全要求，符合激光的等級分類、標志、警告和使用指導。檢測必須由中國認可、國際互認的檢測機構進行。

出口美國的所有激光產(chǎn)品必須強制符合21CFR1040.10的激光輻射安全要求，符合激光的等級分類、標志、警告和使用指導。檢測必須由中國認可、國際互認的檢測機構進行。

激光跟蹤儀激光安全等級標準，根據(jù)不同的國家和地區(qū)，有不同的激光安全標準要求，目前國內(nèi)的GB7247.1和IEC60825-1基本一致。

美國21CFR1040.10激光安全標準則稍微有一點差異。

針對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發(fā)出可能導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1M類激光，F(xiàn)DA 21CFR 1040.10激光安全標準并不適用。

針對2a類激光，GB7247.1激光安全標準不適應，但是FDA 21CFR 1040.10激光安全標準是適用的。即基于1000秒的最大曝光時間，不用于直接觀看平且在操作過程中不會對眼睛或皮膚造成任何可能傷害的可見激光。

2類激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是適用的。

即可見激光，被認為無法在人眼厭惡反應的時間段（0.25秒）內(nèi)發(fā)出可能會導致皮膚或眼睛受傷的激光輻射。

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

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

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

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

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

4類激光，GB7247.1和FDA 21CFR 1040.10都是適用的。

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