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看了上一期的《安全101®｜安全光幕與非安全光幕的區別是？》，同學們都知道了要用安全光幕來實現人身安全防護。但是有些細心的同學發現，同樣是安全光幕，也有不同的安全等級，到底應該如何選擇呢？

我們平常所說的“二級”和“四級”，其實是指IEC 61496標準中的type 2和type 4這兩種光幕。

其中二級光幕一般能達到ISO 13849中的PL c等級，最高能達到Pl d；而四級光幕能夠達到PLe等級。等級越高，發生危險故障的概率越小：

對于有可能會導致人員重傷（如斷肢、死亡等）的場合，就需要確保極低的危險故障概率，因此要使用達到PL e的四級光幕；對于只會導致人員輕傷（如皮外傷）的場合，可以接受較高的故障概率，則可以使用達到PL c的二級光幕。

光幕的防錯能力

上一期我們講過，二級安全光幕都有一個“看門狗”，利用周期性的脈沖來監控CPU的運行狀態。一旦發生故障，沒有按時“喂狗”，就會“被狗咬”，使系統重啟。

二級安全光幕的內部結構

但是我們發現，從發生故障到“被狗咬”這段時間，CPU是沒有被監控到的。此時如果有人進入光幕保護區，光幕可能無法及時做出反應，因此存在一定的風險。

二級安全光幕的檢測時序

而四級光幕與二級光幕的一個重要區別，是帶有兩個CPU。這兩個CPU彼此互相監控，一旦其中一個發生故障，另一個CPU可以馬上檢測出來。

四級安全光幕的內部結構

四級安全光幕的檢測時序

這兩個CPU除了監控彼此的狀態，還負責監控各自的輸出信號。它們的輸出信號并不是簡單的高電平，而是帶有測試脈沖的高電平信號，而且兩路的測試脈沖還有一定的相位差！

萬一輸出信號與24V短接，或兩路輸出被短接在一起，根據波的疊加原理，只要是脈沖被疊加丟失，CPU都能檢測到脈沖的丟失或異常，使系統立刻停機。

正常狀態下的測試脈沖

兩路輸出被短接時的測試脈沖

這種嚴密的監控機制使得四級安全光幕對于故障具有極短的響應時間。以SICK的deTec4 Core四級光幕為例，它的響應時間不超過22ms。

光幕的光學性能

光幕發出的光并不是一條完美的直線，而是類似于圓錐，具有一定的發散角。光束的發散角越大，光幕在對準時允許偏差的角度就越大。

光幕的偏差角

但是安全光幕對偏差角都有嚴格的要求：安全等級越高，光幕的偏差角越小。

這是為了防止因光束發散角過大，遇到反射物時造成盲區。下圖就是光束發散角過大的一個反面例子：

光幕的光束發散角過大，

光束在鄰近物體的反射下繞開了闖入人員

由上圖可以看出，光束發散角越大，光幕安裝時就越要遠離反射物，這就對光幕的使用環境提出了更高的要求。下面我們以光幕發射端和接收端相距8M的情況為例，對二級光幕和四級光幕做一個對比：

四級光幕的安裝面至少與反射物相距350mm

二級光幕的安裝面至少與反射物相距700mm

也就是說，為了防止光幕的光在附近的反射面發生反射，二級光幕與反射面之間需要預留比四級光幕多一倍的距離！