一種將激光輸出控制在安全角度內的方法

摘 要：本方法解決了使用中輸出激光過程的安全防護問題，采用高精度雙軸傾角傳感器芯片SCA100T檢測激光手柄傾斜角度，從而將激光觸發(fā)控制在垂直方向的30°以下的錐形空間內，從而有效的防止了激光造成的危害。

關鍵詞：傾角；SCA100T；穿板

1 引言

近年來激光產品在作用于人體表面皮膚方面有很多應用，例如祛斑、消痕、換膚、采血等。這些應用有一些共同的特點：①這類激光安全等級都在三級以上；②通常激光輸出是手持方式（激光手柄）；③正常使用時都在垂直方向或在很小的角度范圍內。激光是高強度和高方向性的光束，使用安全等級在三級甚至四級的激光，都必須遵守嚴格的激光安全使用規(guī)定，中輸出激光和高輸出激光最顯著的是對人眼危害，激光光束能穿透瞳孔對視網(wǎng)膜、視神經(jīng)造成不可逆轉的損害。此外，操作不當還有灼傷皮膚、引燃溶劑及其他可燃性物質等危害。

上述在手柄末端輸出激光的應用場合，如果能有一種方法控制將激光輸出的角度控制在與水平面垂直方向的30°以下錐形空間內，既滿足正常使用操作的要求，又可以避免對人眼嚴重損害及其他不必要的損害。本方法正是根據(jù)這一需求，探索出一種可以嵌入到激光輸出的手柄內部、高精度、小體積的控制系統(tǒng)。

2.2 高精度雙軸傾角傳感器SCA100T

SCA100T系列是基于3D MEMS（微機械電子系統(tǒng)）的高精度雙軸加速度傳感器芯片，它提供了水平測量儀表級別的性能，低溫度、依賴性、高分辨率、低噪聲，抗干擾性和抗沖擊力能力強。

該器件內部包含硅敏感微電容傳感器，能測量在X和Y方向的加速度以及一個專用ASIC集成電路，內含EEPROM存儲器、信號放大器、AD轉換器、溫度傳感器和SPI串行通訊接口，組成了一個完成的數(shù)字化傳感器，本方法采用的SCA100T-D01具備±30度量程。該傳感元件在測量時需要與測量平臺保持平行，并且傳感器雙軸需相互垂直。

2.3 結構設計

由于激光手柄一般是圓柱形手柄，內空間狹小且不規(guī)則，而SCA100T和滾珠開關又必須在水平面上，故設計了一種穿板式結構，將SCA100T芯片和滾珠開關焊接在一個小于為20×14mm雙面PCB板上，水平插入豎直方向固定的PCB的缺口內，將金手指焊盤焊接起來，連接到單片機相應的接口上。電路實物如圖3 ，這樣橫豎十字穿板的結構方式，巧妙的利用了手柄的圓柱形空間，同時將PCB本身的厚度也利用起來，使整體的體積尺寸做到最小化。

3 結語

本方法將高精度雙軸傾角傳感器件，應用到將激光觸發(fā)輸出控制在安全角度之內的場合，并設計了穿板方式形成十字結構，巧妙的利用了激光手柄內部狹小的空間。對控制效果進行的測試表明，本方法實現(xiàn)了對激光觸發(fā)安全角度的控制，有效的防范了激光的危害。

參考文獻

[1]VTI SCA100T Datasheet [EB/OL].http：//www.vti.fi，2008.02.08.

[2]Winbond W79E82X Datasheet. [EB/OL].http：// http：//www.winbond.com.2008.05.18

作者簡介：楊延麗（1976.09-），女，福建省廈門市，工程師，學歷：本科；研究方向：免疫分析儀器的研究設計。