【文章內容簡介】 1 像質計、按 EN 462－ 3 要求圖像質量值 )，其他的主要要求是圖像的最大不清晰度、像 素尺寸、最小信噪比 SNR、最小讀出強度 IIPX。 最大不清晰度和 像 素尺寸，按被檢驗區(qū)厚度和采用的射線能量規(guī)定，采用雙絲像質計 測定最大不清晰度，由掃描軟件設定 像 素尺寸，要求見表 6。最小信噪比 SNR 和最小讀出強度 IIPX按采用的技術級別規(guī)定，見表 5。 表 5 CR 圖像的信噪比與最小讀出強度的最低要求 CR 技術級別 系統(tǒng) X 的最小讀出強度 最小信噪比 SNR A 級 IIPX SNRIPX B 級 IIPX SNRIPX 注： X 為 IP 板的類別， SNRIPX 為該類別 IP 板的最小信噪比值， IIPX 為該類別 IP 板滿足最小信噪比時的最小讀出強度值。 SNRIPX 與 IIPX 的測定方法見附錄Ⅰ 。 11 表 6 CR 圖像的最大不清晰度與像素尺寸的最低要求 射線源 透照厚度 W， mm A 級 B 級 像 素最大尺寸， μm 雙絲像質計測 定值 * 像 素最大尺寸，μm 雙絲像質計測定值 * X：≤ 50kV W＜ 4 40 ＞ 13 30 13 4≤ W 60 13 40 13 ＞ 50～ 150kV W＜ 4 60 13 30 13 4≤ W＜ 12 70 12 40 13 12≤ W 85 11 60 13 ＞ 150～ 250kV W＜ 4 60 13 30 13 4≤ W＜ 12 70 12 40 13 12≤ W 85 11 60 13 ＞ 250～ 350kV 12≤ W＜ 50 110 10 70 12 50≤ W 125 9 110 10 ＞ 350～ 450kV W＜ 50 125 9 85 11 50≤ W 160 8 110 10 Yb－ 169； Tm－ 170 85 11 60 13 γ： Ir－ 192； Se－ 75 W＜ 40 160 8 110 10 40≤ W 200 7 125 9 γ： Co－ 60 250 6 200 7 X：＞ 1MeV 250 6 200 7 注： *值中 帶“ ”的值表示第 13 號絲對可分辨的間隔深度應大于 20%；值中帶“ ”的值表示第 13 號絲對可分辨的間隔深度應大于 50%。 表 7 CR 系統(tǒng)所需的最小讀出強度 CR 系統(tǒng) SNRmin IIPX， min 系統(tǒng)參數(shù) IP 特級 /140 130 106 全部增益 (2， 4， 6， 8)； 基本空間分辨力： 140μm； 掃描速度： 10μs/像 素 IPⅠ /140 65 106 IPⅡ /140 52 106 IPⅢ /140 43 106 關于最小讀出強度的規(guī)定，類 似于膠片射線照相檢驗對底片黑度下限的規(guī)定，其作用也類似于膠片射線照相檢驗對底片黑度下限的規(guī)定。在 ASTM 的有關標準中給出了表 2－ 7 所示的結果，并認為，其可得到對應于膠片射線照相檢驗時底片黑度不小于 的圖像質量。如果圖像質量仍低于膠片射線照相檢驗的圖像質量，原因則是 IP 板的分辨力低于膠片， IP 板對散射線的敏感性與膠片不同。這也是 CR 技術對細小缺陷檢驗能力低于膠片射線照相檢驗的原因。 CR 系統(tǒng)性能穩(wěn)定性鑒定 CR 系統(tǒng)性能穩(wěn)定性鑒定的主要項目 在膠片射線照相檢驗技術中，必須保證 膠片本身的性能，必須控制暗室處理的質量，這是保證射線照相檢驗圖像質量的重要方面。對于 CR 技術，這些方面則轉換成為 CR 系統(tǒng)性能的長期穩(wěn)定性要求。 按照 ASTM E2446－ 05 標準和 EN 14784－ 1:2020 標準的規(guī)定，對 CR 系統(tǒng)性能長期穩(wěn)定性鑒定的主要要求可歸納為表 8 所列的項目。通過這些項目的核查，保證 CR 系統(tǒng)使用中性能的穩(wěn)定和滿足要求。 12 表 8 CR 系統(tǒng)性能長期穩(wěn)定性鑒定要求 序號 測試項目 測試采用器件 測試作用 注 * 1 CR 系統(tǒng)：基本空間分辨力 雙絲像質計測定 系統(tǒng)分辨力評定 B 楔型線對卡測定 系統(tǒng)分辨力評定 D 2 CR 系統(tǒng)： SNR 光闌分步法；階梯塊法 系統(tǒng)信噪比評定 3 掃描器：幾何畸變 高密度線性尺 評定掃描的非線性程度 I 4 掃描器：激光束功能 T 靶 評定掃描激光束穩(wěn)定性 A 5 掃描器：模糊或閃爍 評定探測器系轉換均勻性 A 6 掃描器：側滑 鋁板條 (厚： ) 評定輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性等 G 7 掃描器：陰影 三Φ 19 孔 (深度 ) 掃描束寬度方向穩(wěn)定性等 E 8 IP 板：擦除 擦除后殘留圖像程度 9 IP 板：缺陷 IP 板人為產生 的缺陷 *：各字母對應于圖 2－ 10 中的各字母代表部分。 核查這些性能的一個主要器件是圖 2－ 10 所示的組合式圖像質量指示器。圖中各部分的具體結構或要求如下。 A： T 靶，材料為黃銅，長度 114mm，寬度 5mm 的 T 形尺； B：為標準化的雙絲型像質計； C： BAM 蝸形盤，由鉛箔條制做。直徑尺寸不小于 8mm，鉛箔條厚度為 ～ ，鉛箔條寬 (高 )度為 ～ 2mm，鉛箔條之間 (由低吸收材料形成 )的間隔為 ～ ； D：楔型線對卡 (見圖 13)； E： ER， EC， EL，三個直徑為 19mm、深度 的孔； F：盒位指示器，不顯示圖像； G：厚度為 的均勻的鋁條； H：有機玻璃板； I：線性刻度尺； J： AL， CU， FE，對比度靈敏度指示器， AL 厚度 ， CU 厚度 ， FE 厚度 。 圖 11 CR 系統(tǒng)組合式質量指示器示意圖 CR 系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性鑒定試驗 13 CR 系統(tǒng)空間分辨力的鑒定試驗 CR 系統(tǒng)空間分辨力采用雙絲像質 計或楔型線對卡測定。雙絲像質計的實物樣式見圖 12，部分線對卡的實物樣式見圖 13。測定條件的主要規(guī)定如下。 圖 12 雙絲像質計的樣式 (左圖為實物，右圖為實物的射線照片圖像 ) 圖 13 部分線對卡的樣式 (1) 焦距：當射線源焦點尺寸不大于 1mm 時，焦距應不小于 1m；所采用的焦距值應保證幾何不清晰度小于總不清晰度的 10%。 (2) 透照電壓：對于 160kV 以上的應用，應采用 220kV 管電壓；對于低能的應用，應采用 90kV管電壓。 X 射線管應是鎢靶、鈹窗、無預先濾波。 (3) 雙絲像質計放置：雙絲像質計應與激光束掃描方向成約 5?。 (4) 基本空間分辨力 SR 為測得不清晰度值的 1/2。 如果采用楔型線對卡測量，則楔型線對卡應在與激光掃描線平行與垂直兩個方向測量，當楔型線對卡應在與激光掃描線成 45?放置時，讀數(shù)應除以 。讀數(shù)方法分為兩種情況： 第一種情況：以線對可區(qū)分到不可分之間的位置確定； 第二種情況：以線條減少一條或多條的位置確定 讀數(shù)的單位均為 Lp/mm，基本空間分辨力 SR 為測得線對值的 1/2。 CR 系統(tǒng)規(guī)格化信噪比 SNRN 的鑒定試驗 IP 板和光電倍增器在長期使用中，其性能可能會降低，以致影響整個系統(tǒng)的性能。因此，應定期 (例如，每年 )核查 SNRN。 (1) IP 板與暗盒：采用典型的 IP 板暗盒，暗盒中是否使用增感屏決定于透照管電壓。 (2) 焦距：焦距應不小于 1m，在暗盒后面至少 1m 內無任何物體 (包括鉛板 )。 (3) 透照電壓：對于采用 220kV 管電壓透照時， IP 板與鉛前、后增感屏一起放入暗盒，增感屏的厚度均為 。 X 射線管應是鎢靶，并用 8mm 的銅濾波；對于低能的應 用，應采用 90kV 管電壓， IP 板暗盒中不使用鉛增感屏。 X 射線管應采用 厚度的鋁濾波。 (4) 曝光量：曝光量應保證，在最低增益時成像板系統(tǒng)讀出強度可達到其最大可能讀出強度的90%。 (5) 測量要求： SNR 測量，應在成像板系統(tǒng)可達到的最大讀出強度的 90177。 5%處測量。測量結果按下式計算 (測量過程，各符號意義可參閱文獻 [7]～ [10])： 100,PSLmeasN ISNR ?? (6) SNR 值應不低于初始值的 90%。如果系統(tǒng)的不清晰度未增加，允許 SNR 值超過初始值。 掃描器性能的穩(wěn)定性鑒定試驗 14 幾何畸變鑒定試驗 幾何畸變鑒定試驗用于核查掃描器的輸送系統(tǒng)，在輸送 IP 板的過程中是否會使 IP 板發(fā)生傾斜、扭轉等，導致圖像的幾何畸變，產生空間非線性。 測量采用高密度材料制做的線性刻度尺，其最小刻度至少為毫米 (mm)。測定試驗時，應用 2個線性刻度尺放在 IP 暗盒上，一個平行于掃描方向，一個垂直于掃描方向。透照后，從讀出的圖像評定掃描的空間線性。 ASTM E2445()標準要求掃描的空間非線性不大于 5%，在歐洲標準 EN14784－ 1(分類標準 )中要求掃描的空間非線性不大于該 IP 板尺寸的 2%。 激光束功能鑒定試驗 激光束功能鑒定試驗用于核查激光束掃描線的規(guī)整性、激光束移動平穩(wěn)性、激光束信號強度和聚焦的變化。當性能降低時，一個可能的后果是圖像上出現(xiàn)階梯狀圖像。 測量采用黃銅材料制做的“ T 靶”進行。 T 靶為一 T 字母形黃銅或銅板塊，其厚度為 ，寬度為 5mm， T 形尺寸應不小于 50 70mm，其邊緣應直且銳利。測量時將其放在 IP 暗盒上， T 形的一邊應平行于掃描線，另一邊應垂直于掃描 線。透照后，從讀出的圖像評定 (并可用于測定 CR 系統(tǒng)的 MTF)。 從得到圖像的邊界評定激光束功能，邊界的圖像應直且連續(xù)。在計算機屏幕上觀察圖像掃描線時，應采用 10 或更大的放大倍數(shù)。由于數(shù)字化，直邊界圖像的“階梯狀 (stair step)”是正常的情況。 模糊或閃爍鑒定試驗 模糊或閃爍鑒定試驗用于核查光探測器的飽和性和從高光強度到低光強度轉換的性能。試驗采用 T 靶進行二次透照，比較二次的圖像進行評定。一次是用低曝光量透照、高增益讀出圖像，另一次是用高曝光量透照、低增益讀出圖像。 對具有高密度對比度區(qū)，圖像不應出現(xiàn)光暈情況或拖尾情況。 側滑鑒定試驗 側滑鑒定試驗用于核查由于在掃描器中 IP 板的滑動或掃描和讀數(shù)系統(tǒng)的任何不均勻性，由此將造成對均勻曝光區(qū)讀數(shù)線強度的不同。試驗采用厚度為 的鋁板條，要求不同掃描線的強度偏差應不超過在這些線中之一測定的噪聲強度。 陰影鑒定試驗 陰影鑒定試驗用于核查激光束強度在掃描 IP 板寬度方向的均勻性，同時也核查光導和光電倍增器組件部分安裝的正確性。 一種用于核查陰影質量的指示器是，在有機玻璃 板上制做的三個孔。孔的直徑為 19mm，深度為 。三個孔分布在平行掃描 (寬度 )方向的同一直線上，二孔相互距離至少為 10cm。 圖像讀出后，在計算機上測量孔的 像 素灰度值。外側孔的 像 素灰度值與中心孔的 像 素灰度值之差，當透照的焦距為不小于 1m 時，應不超過中心孔 像 素灰度值的177。 15%；當透照的焦距為大于 5m時，應不超過中心孔 像 素灰度值的177。 10%。 IP 板性能的穩(wěn)定性鑒定試驗 IP 板性能的穩(wěn)定性鑒定試驗主要是擦除性能、人為缺陷，此外還可以涉及 IP 板的圖像衰退性能。 擦除性能要 求殘留的圖像強度應小于轉換為線性化強度 (灰度 )圖像最大強度的 1%。應依據(jù)這個要求，確定擦除設備和擦除時間。 對直接與無防護鉛屏接觸的 IP 板應特別注意和鑒定人為缺陷。 當無 CR 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或超出推薦的溫度條件下使用 CR 系統(tǒng)時，應進行 IP 板圖像衰退鑒定試驗。在希望的曝光與掃描時間間隔內， IP 板圖像衰退程度應小于 50%。 關于 CR 技術的部分試驗情況 15 為了掌握 CR 技術在工業(yè)射線檢測中應用的性能，特別是與膠片射線照相檢驗技術比較對缺陷的檢驗能力，以期能對 CR 技術的工業(yè)應用給出一個比較明 確的認識和應用范圍的界定，近幾年我們先后進行了三次不同 CR 系統(tǒng)性能的試驗。試驗的主要內容是膠片射線照相檢驗技術與 CR 技術下列方面的對比試驗： (1) 像質計靈敏度對比試驗； (2) 人工缺陷檢驗能力對比試驗； (3) 自然缺陷檢驗能力對比試驗。 人工缺陷主要設計為模擬氣孔缺陷和模擬裂紋缺陷，自然缺陷包括：常見的熔化焊缺陷和常見的鑄造缺陷。從試驗的結果，可以形成下面的初步看法： (1) 從一般的角度，目前 CR 系統(tǒng)對缺陷的檢驗能力，還不能達到膠片射線照相技術系統(tǒng)的能力，特 別是對細小的裂紋缺陷。產生這種情況的主要原因是 CR 系統(tǒng)的空間分辨力遠低于膠片射線照相技術系統(tǒng)。 (2) 當被檢驗工件的厚度較大時， CR 系統(tǒng)對缺陷的檢驗能力可以達到膠片射線照相技術系統(tǒng)的能力。原因是，隨著工件厚度加大，射線能量