GB／T 41997.2-2022  机械电气安全 基于视觉的电敏保护设备 第2部分：采用参考模式的视觉保护器件特殊要求

4.1.3ESPE的类型

本文件只考虑了3型ESPE。机械供方和/或用户有责任规定此类型是否适用于特定应用。 3型ESPE应满足4.2.2.2的故障检测要求。在正常工作中，当敏感装置致动或当电源从装置 时，OSSD（至少两个）中的每一个输出电路应处于进入断开状态

4.1.4类型和要求的安全性能

国家电网标准规范范本2018的安全性能等级

4.1.5要求的PLr或SIL和相应的ESPE类型

除了ESPE控制系统的电子部件的安全等级不同以外，ESPE可能提供的风险降低还受到系统能 力（例如，环境影响、EMC、光学性能和检测原理）的限制

4.1.6检测能力受限区

光学窗口和检测区起始端之间 的 则能力受限区，为了确保在特定应用中不会产 和适当的使用信息应由供方提供。

按照GB/T41997.1—2022的4.2.1的规定

4.2.2故障检测要求

4.2.2.1总体要求

按照GB/T41997.1—2022的4.2.2.1的规定。

4.2.2.23型ESPE的特殊要求

敏感装置中，导致所规定的VBPDPP检测能力完全丧失的单一故障，应使ESPE在规定的响应时 间内进人锁定状态。 导致规定的VBPDPP检测能力下降的单一故障，应使ESPE在出现故障后的5s时间段内进人锁 定状态。 注：VBPDPP检测能力下降的示例包括

最小可检测物体尺寸的增加 最小可检测对比度的增加。 导致响应时间增加至超出规定值或阻碍至少一个OSSD进人断开状态的单一故障，应使ESPE立 即（即在响应时间内）进入锁定状态，或立即发生下列任何一项故障检测需要改变状态的试件： 一对敏感功能的操动； 一对开关off/on； 一起动联锁或重新起动联锁（见GB/T41997.1一2022中A.5和A.6）。 当引发锁定状态的故障仍然存在时，ESPE应不能通过从锁定状态复位，例如通过中断和恢复主电 源或以任何其他手段从锁定状态复位。 在未检测到不引起ESPE危险失效的单一故障的情况下（按附录B的相关规定），一个额外的故障 不应引起危险失效。 这项要求的验证见5.3.2

4.2.3ESPE的电气设备

按照GB/T41997.12022的4.2.3的规定

按照GB/T41997.1一2022的4.2.3的规定，

4.2.4输出信号开关电器（OSSD）

按照GB/T41997.1—2022的4.2.4的

4.2.5指示灯和显示器

4.2.7断开电气组件

非电气组件应适合其预期用途

4.2.10集成电路的软件，编程和功能设计

GB/T41997.1—2022的4.2.11的规定

VBPDPP检测能力的完

4.2.11.1总体要求

a）评估图像上物体与参考模式之间的最小对比度 主：评估图像上的最小对比度可以通过场景中低对比度或高对比度来得到 b）物体在检测区内的位置

c）物体数量。 物体尺寸。 e） 自动调整，例如以下项目： 1 自动对焦； 增益控制； 方向； 采样率； 5） 快门时间； 6） 光圈停止； 7） 焦距。 f 成像传感器的特性/限制，例如下列项目： 1） 信号噪声（例如固定模式噪声；暗噪声）； 2） 动态范围； 3） 灵敏度； 微透镜； 5） 增益设置； 冷和热像素； 7） 暗电流； 特征变化，例如波长与灵敏度、滤波器相关； 9） 照片响应不均匀性。 g） 图像中物体位置的准确性，校准的精度和稳定性。 h） 在对准和/或调整的极限处 i）组件老化。 j）光学元件的性能和限制。 k）组件容差。 1）改变内部和外部参考，以保证检测能力。 m）4.3规定的环境条件。 如果在正常工作条件下（见GB/T19436.1一2013中5.1.2.1)的单一故障（如GB/T19436.1的附录 所规定的)不会导致VBPDPP检测能力的损失，但是当出现上述条件的组合将导致这种损失，那么 连同这些条件的组合（在设计分析期间确定为相关的）应视为单一故障，VBPDPP应按照4.2.2.2 求对这样的单一故障予以响应。 如果将反射物体（例如反光衣服)放置在检测区内的任何位置，VBPDPP不应出现危险失效。 最小可检测物体尺寸与背景图案元素尺寸的关系应足以确保检测能力的完整性（例如物体尺寸是 元素尺寸的三倍或以上）。

4.2.11.2检测区

供方应规定检测区的尺寸、形状和其他相关参数 供方规定的VBPDPP可检测的最小物体尺寸的 直应在200mm范围内。最小可检测物体尺寸可能与距离有关。从检测区边界上的任何一点投射到 VBPDPP图像传感器路径上的所有点应位于检测区或检测能力受限区内（见4.1.6）

4.2.11.3响应时间

1.6m/S速度移动的最小可检 的物体。供方应考虑最坏情况（例如顿速频率、评估时间、试件的最小直径，试件的最大速度和检

内的物体数量以及环境影响)来 的物体，在任何达到和包括所述最

4.2.11.4公差带

供方应规定公差区。 供方应考虑最坏情况，包括例如信噪比（S/N）。 注：公差带取决于光学性能、系统性干扰、像素尺寸、分辨率、模式元素的几何形状等

4.2.11.5被动参考模式和物体辨别

参考模式是VBPDPP的一部分。被动参考模式的设计应以可以实现物体与图案区分的方式进行。 检测能力不应降至供方规定的限制值以下，但不限于下列影响： a 模式元素之间的对比； b） 模式元素内的对比变化； c） 用于物体检测的模式元素的尺寸和模式元素的数量； d） 用于物体检测的像素大小和像素数量； e） 在参考模式前用于物体辨别的算法/例程； f 算法/例程的自动适应； g 与参考模式相比，物体的尺寸、形状、颜色、反射率、位置和质地； h） 在图像传感器上形成了物体和模式元素的对比

4.2.12型式试验的试件

4.2.12.1总体要求

试件是VBPDPP的一部分，因此供方应提供试件用于第5章型式试验。它们应标明预期使用的 /BPDPP的型号和标识。 试件应不透明。 试件的直径应等于规定最大的检测能力（最小直径）。 试验程序的不同阶段可能要求不同的试件 应考虑的试件特性是： 一尺寸； 一形状； 一颜色； 一反射率； 与背景对比； 质地。 在确定试件的特性时，应考虑防止伪装参考模式（即模拟背景外观）。应选择试件的反射率以便为 参考模式鉴别创建最差情况。至少应考虑下列表面： 处于VBPDPP的工作波长，漫反射率值低于5%的黑色表面； 处于VBPDPP的工作波长，具有漫反射率值在80%～90%范围内的白色表面； 逆反射表面，符合ISO20471：2013或同等标准的单独性能逆反射材料的要求。 当设计的分析结果表明其他表面特性至关重要，这些特性应适用于试件。不同反射率的试件可能 必要的。

试件是VBPDPP的一部分，因此供方应提供试件用于第5章型式试验。它们应标明预期使用的 VBPDPP的型号和标识。 试件应不透明。 试件的直径应等于规定最大的检测能力（最小直径）。 试验程序的不同阶段可能要求不同的试件 应考虑的试件特性是： 一尺寸； 一形状； 一颜色； 一反射率； 与背景对比； 质地。 在确定试件的特性时，应考虑防止伪装参考模式（即模拟背景外观）。应选择试件的反射率以便为 参考模式鉴别创建最差情况。至少应考虑下列表面： 处于VBPDPP的工作波长，漫反射率值低于5%的黑色表面； 处于VBPDPP的工作波长，具有漫反射率值在80%～90%范围内的白色表面； 逆反射表面，符合ISO20471：2013或同等标准的单独性能逆反射材料的要求。 当设计的分析结果表明其他表面特性至关重要，这些特性应适用于试件。不同反射率的试件可能 必要的

4.2.12.2球形试件

如果VBPDPP预期用于全身检测，试件应是最大直径为200mm的球体，并连接到最大直径为 50mm的圆柱体上，选择的长度要便于使用。 注：直径200mm的球形试件旨在表示身体的厚度

4.2.12.3圆柱形试件

检测能力在40mm以内时，试件应为圆柱形。 试件的直径应等于最大规定的检测能力（最小直径 和为便于使用而选择的长度

4.2.12.4锥形试件

如果VBPDPP预期用于手臂检测，试件应是与圆柱体组合的截锥体。试件从直径4Omm开始增 加到55mm，长度为180mm，圆柱直径为55mm，总长度440mm。 如果VBPDPP预期用于腿部检测，试件应为截锥体。试件从直径50mm开始增加到117mm，其 长度超过1000mm。 如果VBPDPP预期用于检测身体的不同部位，最合适的试件的选择应取决于设计和预期应用的分 析。在某些情况下，可能要求测试所有试件

VBPDPP应在400nm～1500nm的波长范围内工作

如果VBPDPP是发光类型，且发光装置采用LED技术，则VBPDPP产生和发射的辐射强度应符 合IEC62471：2006豁免组的要求。 注：豁免组等于零风险组（IEC62471：2006） 如果VBPDPP是发光类型，并且发射装置使用激光技术，VBPDPP产生和发射的辐射强度在任何 时候都不应超过GB7247.1一2012中8.2规定的1M级器件的最大功率或能量水平

又依靠摩擦力。 手扰的情况下的位置

4.3.1环境空气温度范围和湿度

除应满足GB/T41997.1一2022的4.3.1的要求外，还应满足下列要求： 当经受温度和湿度快速变化导致光学玻璃冷凝时，ESPE不应危险失效 这项要求通过5.4.2的冷凝试验验证。

按照GB/T41997.1—2022的4.3.2的规定。

GB/T 4199722022

41997.1—2022的4.3.3

安照GB/T41997.12022的4.3.4的规定

如果VBPDPP的正常工作需要环境光，在被动模式的照度在1001x～15001x范围内，VBPDPP应 寺续正常工作。如果供方规定具有低限值的背景特性，其试验应在这些限值下进行。超出这一范围或 这些限值时，VBPDPP不应危险失效

遇到下列情况，VBPDPP应继续正常工作： 白炽灯； 闪烁的灯标； 采用高频电子和线路电源的荧光灯。 VBPDPP经受下列情况，不应危险失效： 白炽灯； 频闪灯； 采用高频电子和线路电源的高强度荧光灯； 激光束； 相同设计的VBPDPP。 这些要求通过5.4.6的试验进行验证。 供方应告知用户本文件未覆盖的潜在问题。 基于所使用的技术和算法以及5.2.9的分析，可能需要附加试验

4.3.7.1光学窗口的污染

光学窗口的污染不应导致危险失效。 导致VBPDPP规定的检测能力完全丧失的污染应使ESPE在规定的响应时间内进入锁定状态。 导致VBPDPP规定的检测能力下降的污染应使ESPE在出现污染于扰后的5s内进入锁定状态

4.3.7.2检测区内的污染

检测区或检测能力受限区域内的污染不应导致危险失效。 导致VBPDPP规定的检测能力完全丧失的污染应使ESPE在规定的响应时间内进入锁定状态。 导致VBPDPP规定的检测能力下降的污染应使ESPE在出现污染干扰后的5s内进入锁定状态

4.3.8被动参考模式的变化

考模式变化（例如褪色、老化、机械效应或污染）不

GB/T 4199722022

下列条件不应导致危险失效： 覆盖VBPDPP外壳或其他部分（如适用）的光窗； 在检测能力受限区内放置物体； 一以任何方向移动被动模式（除非模式被要求永久固定）。 在此情况下，VBPDPP应通过给出（一个)适当的输出信号予以响应，直到手动干扰消除

4.3.10光学遮挡（被小物体遮挡）

当位于检测区或检测能力受限区的移动或静 止的物体或机械部件（物体或机械部件的尺寸小于检 则能力），可能遮挡被探测物体的视野时，应保持VBPDPP的检测能力。如果VBPDPP的检测能力无 法保持，OSSD应进人断开状态，如果物体被移开，应保持断开状态。这应通过分析和依照5.4.9的试验 来验证。 法以忽略细小物体

3.11组件的漂移或老

使检测能力降低到规定值以下的组件的漂移或老化不应使ESPE危险失效，应在5S内被检测到 并应导致OSSD的断开状态。 如果参考物体用于监测组件的老化和漂移，参考物体的性质（例如反射）的变化应不引起ESPE的 危险失效。如果参考物体用于监测组件的老化和漂移，应将其视为VBPDPP的一部分，并由VBPDPF 的供方提供，

除应满足GB/T41997.1一2022的5.1的要求外，还应满足下列要求： 基于VBPDPP设计和光学性能分析的结果，应根据本文件中陈述的试验条件和参数制定试验 计划。 在本章所述试验中应验证当OSSD处于断开状态，试件出现在检测区时，OSSD应保持断开 状态。

5.1.2.1试验样品

照GB/T41997.12022的5.1.2.1的规定。

5.1.2.2工作条件

按照GB/T41997.1—2022的5.1.2.2的规定。

6.1.2.3模拟入侵检测区

按照GB/T41997.1—2022的5.1.2.3的规定。

5.1.3.1试验环境

VBPDPP应设置在背景的环境光强度为501x～3001x之间进行试验 环境光源应尽可能提供均勾分布的照明

5.1.3.2测量精度

按照GB/T41997.1一2022的5.1.3.2的规定。

1.3.3ESPE与安全相关通信接口一起测试的环

按照GB/T41997.1一2022的5.1.3.3的规定。

本章所列试验和分析的结果 试验结果应采用表格展示各项单独试验及其 情。任何特殊试验过程的详情，都应包括在测试报告中

5.2.1.1总体要求

应验证所要求的敏感功能以及检测能力完整性，需考虑下列情况。 试验应在接近参考模式，接近检测能力受限区域和接近容差区的试件上进行。根据设计分析 和最坏情况考虑，试验可能要求在其他位置进行。 所有试验应在试件轴线平行于参考模式的情况下进行。根据设计分析和最坏情况考虑，试验 可能要求其他倾角。 在测试过程中，夹持测试片的夹具不宜被传感器检测到。 应验证敏感装置可被持续触发，在合适时，下列描述情况下OSSD进入断开状态，同时考虑 /BPDPP的工作原理，以及尤其是用于环境干扰耐受的技术。 表1显示了验证检测能力所需的最低试验要求，

5.2.1.2VBPDPP检测能力的完整性

应通过对VBPDPP设计的系统分析来验证VBPDPP的检测能力能连续地保持或ESPE不会出 失效，适当时参考4.2.11.1和4.2.11.5进行测试

5.2.1.3检测能力的耐久性试验

通过进行如下耐久性试验来验证检测能力。依据5.2.1.2分析和试验的结果用于确定本试验使用 的条件和适用的试件（见4.2.12） 限定功能试验B(B试验，依据GB/T41997.1的5.2.3.3)应在ESPE在连续运行的条件下进行。试 件应放置在参考模式和试件之间的评估图像对比度最小的位置，在此位置放置96h。

表1检测能力的验证要求

注：X——需进行的检测能力要求的验证试验

根据对设计的分析，可能要求进行特定的试验。 如果供方陈述的最小工作距离小于该距离，为了便于使用，应在0.5m处进行测试，基于分析可能要求进行其 他操作距离的附加试验。 确定试件在检测区内的位置可能要求对系统进行分析以确保执行最坏情况的试验（例如，当传感器轴不垂直 于参考模式时）。 组件老化、未检测到的组件故障以及外壳光学窗口表面污染的影响宜在耐久性试验中说明，否则可能要求进 行额外的试验。 试验箱（室）中的VBPDPP一打开试验箱（室）一在1min内开始试验。 试验箱（室）中的VBPDPP一打开试验箱（室）一试验无冷凝

根据对设计的分析，可能要求进行特定的试验。 如果供方陈述的最小工作距离小于该距离，为了便于使用，应在0.5m处进行测试，基于分析可能要求进行其 他操作距离的附加试验。 确定试件在检测区内的位置可能要求对系统进行分析以确保执行最坏情况的试验（例如，当传感器轴不垂直 于参考模式时）。 组件老化、未检测到的组件故障以及外壳光学窗口表面污染的影响宜在耐久性试验中说明，否则可能要求进 行额外的试验。 试验箱（室）中的VBPDPP一打开试验箱（室）一在1min内开始试验。 试验箱（室）中的VBPDPP一打开试验箱（室）一试验无冷凝

5.2.3限定功能试验

按照GB/T41997.1—2022的5.2.3的规定。 主：以下章节中限定功能试验A简称A试验，限定功能试验B简称B试验，限定功能试验C简利

按照GB/T41997.12022的5.2.4的规定。

5.2.5指示灯和显示器

5.2.7元件的额定值

按照GB/T41997.1—2022的

5.2.8输出信号开关电器（OSSD)

按照GB/T41997.12022的5.2.8的

5.2.9光学性能的验证

应进行电子光学子系统的系统分析以确定： a）确认使用的任何滤波技术（特别是软件滤波算法）及其特征； b) 确定用于判断所述试件是否处于检测区内被检测到的准则； C 按照4.2.11.5，在参考模式前面物体的区别； d） 按照4.2.2，未检测到的故障对电光特性的影响： e）最差工况下的响应时间； f）环境影响的作用。 这个分析结果应用王确定是否可以满足412的要

VBPDPP中使用的波长数据表或通过测量来验证

VBPDPP中使用的波长数据表或通过测量来验

如果发射装置使用LED技术，辐射强度应按照1EC62471：2006进行测量和检查由供方提供的技 术文件进行验证。 如果发射装置使用激光技术，辐射强度应按照GB7247.1一2012进行测量和检查供方提供的技术 文件进行验证。作为1级或1M级激光器的标志应进行正确性验证

5.3故障条件下的性能试验

照GB/T41997.1—2022的5.3.1的规定

5.3.23型ESPE的附加要求

除应满足GB/T41997.1一2022的5.3.4的要求外，还应满足下列要求： 应验证影响检测能力的组件的漂移或老化将在5s（按照4.3.11)的时段内被检测到，并应导致锁定 伏态。 实际上，通过实际试验不可能将单一故障与4.2.11.1所列的所有工作条件和/或影响组合。下列 个或多个组合足以验证是否依4.2.2.2所要求的将单个故障与工作条件/影响组合： 分析； 一模拟； 在出现单一故障的情况下进行相关试验

5.4.1额定电源电压

按照GB/T41997.1—2022的5.4.1的规定。

5.4.2环境温度变化和湿度

按照GB/T41997.1—2022的5.4.2的规定。

5.4.3电骚扰的影响

按照GB/T41997.1—2022的5.4.3的规定。

余应满足GB/T41997.1一2022的5.4.4.1的要求外，还应满足下列要求： 如果VBPDPP的敏感装置不准备安装在机械上（即不准备使其承受大的振动），根据预期的应 用，A试验的振幅和频率水平可以降低。这种情况下，可以用C试验代替B试验。 试验结束时，应检查VBPDPP的损坏情况，包括光学部件和安装支架的位置变动。应通过试 验验证检测区的方向、尺寸或位置没有变化

除应满足GB/T41997.1一2022的5.4.4.2的要求外，还应满足下列要求： 如果VBPDPP的敏感装置不准备安装在机械上（即不准备使其承受强烈的碰撞）施工安全资料，依据预期的 应用，A试验的试验条件可以降低。这种情况下，可以用C试验代替B试验。 在试验结束时，应检查VBPDPP是否有损坏，包括光学部件和安装支架的位置变动。应通过 试验验证检测区的方向、尺寸或位置没有变化。

应通过检查予以核实。

5.4.6.1总体要求

每项试验应按表2规定的工作距离进行，陈述的条件作为最低要求。应根据不同的工作距离和环 境条件的组合进行附加试验，当： 供方声明较高的抗扰度等级，应通过采用适当光源在这些等级上进行试验来验证； 分析表明此类试验是必要的。 环境光应通过使用白炽光源或自然光照实现。除非另有说明，否则干扰光试验期间环境光强度应 在501x~3001x的范围内。 注：在之后试验程序中，除非另有说明，否则光强度限值由干扰光源确定。 环境光值宜在光强度测量时添加。 表2给出了光干扰试验的概述。其中包括相关试验光源/试验顺序、光强度、试件最小检测距离

表2光于扰测试概述（续）

注：X——需进行的光干扰验证试验。

根据对设计的分析，可能要求进行特定试验。 为便于使用，如果供方陈述的最小工作距离低于此距离，可以在0.5m处进行试验。基于分析，可能要求在其 他和/或附加工作距离上进行试验， 确定试件在检测区内的位置可能要求系统分析以确保进行最坏情况试验（例如当传感器轴不垂直于参考模式 时）。

光源应满足下列要求： 白炽光源：具有下列特性的线性钨卤素（石英)灯 1） 色温：3000K~3200K； 2）输人功率：额定功率500W1kW； 3）额定电压：100V～250V范围内的任意值：

4）电源电压：额定电压土5%，正弦交流（50Hz/60Hz)； 5）标称长度：150mm~250mm。 D 工频荧光光源：具有下列特性的直线型荧光灯管（无反射器或漫射器）： 1） 尺寸：T8X600mm（标称直径25mm）； 2） 额定功率：18W20W； 3 色温：5000K~6000K； 4 在额定电源电压下工作：土5%正弦交流（50Hz/60Hz）。 高频荧光光源：具有下列特性的直线型荧光灯管（无反射器或漫散器）： 1） 尺寸：T8×600mm（标称直径25mm）； 额定功率：18W~20W； 色温：5000K~6000K； 4 在额定电源电压下工作：土5%园林施工组织设计 ，正弦交流（50Hz/60Hz）或与工作频率在30kHz 40kHz范围内的电子镇流器结合使用。 1 闪炼信标光源：具有下列特性的氙闪光管（无外壳、反光罩或滤光片）： 1）闪光持续时间：从40uS120us（测量到半强度点）； 2 闪光频率：0.5Hz～2Hz 3） 每次闪光输人能量：3J～5J。 频闪光源：具有下列特性的氙闪光管（无外壳、反射器或滤光片）： 1） 闪光持续时间：从5us30us（测量到半强度点）： 2） 闪光频率：5Hz~200Hz（范围可调）； 每次闪光输人能量：0.05J（在200Hz）～0.5J（在5Hz）。 激光束指针：具有下列特性的准直激光束： 1）闪光持续时间：连续波模式； 2） 波长：550nm~670nm； 3） 光束形状：直径小于5mm； 4） 光强度：0.7mW~1mW; 5）激光类别：2。 安全使用2类激光设备的程序和措施应按照GB7247.1一2012的要求，