【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1 像質(zhì)計(jì)、按 EN 462－ 3 要求圖像質(zhì)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(qiáng)度 IIPX。 最大不清晰度和 像 素尺寸，按被檢驗(yàn)區(qū)厚度和采用的射線能量規(guī)定，采用雙絲像質(zhì)計(jì) 測(cè)定最大不清晰度，由掃描軟件設(shè)定 像 素尺寸，要求見(jiàn)表 6。最小信噪比 SNR 和最小讀出強(qiáng)度 IIPX按采用的技術(shù)級(jí)別規(guī)定，見(jiàn)表 5。 表 5 CR 圖像的信噪比與最小讀出強(qiáng)度的最低要求 CR 技術(shù)級(jí)別 系統(tǒng) X 的最小讀出強(qiáng)度 最小信噪比 SNR A 級(jí) IIPX SNRIPX B 級(jí) 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(shí)的最小讀出強(qiáng)度值。 SNRIPX 與 IIPX 的測(cè)定方法見(jiàn)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(jí) B 級(jí) 像 素最大尺寸， μm 雙絲像質(zhì)計(jì)測(cè) 定值 * 像 素最大尺寸，μm 雙絲像質(zhì)計(jì)測(cè)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(hào)絲對(duì)可分辨的間隔深度應(yīng)大于 20%；值中帶“ ”的值表示第 13 號(hào)絲對(duì)可分辨的間隔深度應(yīng)大于 50%。 表 7 CR 系統(tǒng)所需的最小讀出強(qiáng)度 CR 系統(tǒng) SNRmin IIPX， min 系統(tǒng)參數(shù) IP 特級(jí) /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(guān)于最小讀出強(qiáng)度的規(guī)定，類 似于膠片射線照相檢驗(yàn)對(duì)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(yàn)對(duì)底片黑度下限的規(guī)定。在 ASTM 的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中給出了表 2－ 7 所示的結(jié)果，并認(rèn)為，其可得到對(duì)應(yīng)于膠片射線照相檢驗(yàn)時(shí)底片黑度不小于 的圖像質(zhì)量。如果圖像質(zhì)量仍低于膠片射線照相檢驗(yàn)的圖像質(zhì)量，原因則是 IP 板的分辨力低于膠片， IP 板對(duì)散射線的敏感性與膠片不同。這也是 CR 技術(shù)對(duì)細(xì)小缺陷檢驗(yàn)?zāi)芰Φ陀谀z片射線照相檢驗(yàn)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(xiàng)目 在膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)中，必須保證 膠片本身的性能，必須控制暗室處理的質(zhì)量，這是保證射線照相檢驗(yàn)圖像質(zhì)量的重要方面。對(duì)于 CR 技術(shù)，這些方面則轉(zhuǎn)換成為 CR 系統(tǒng)性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定性要求。 按照 ASTM E2446－ 05 標(biāo)準(zhǔn)和 EN 14784－ 1:2020 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì) CR 系統(tǒng)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性鑒定的主要要求可歸納為表 8 所列的項(xiàng)目。通過(guò)這些項(xiàng)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(zhǎng)期穩(wěn)定性鑒定要求 序號(hào) 測(cè)試項(xiàng)目 測(cè)試采用器件 測(cè)試作用 注 * 1 CR 系統(tǒng)：基本空間分辨力 雙絲像質(zhì)計(jì)測(cè)定 系統(tǒng)分辨力評(píng)定 B 楔型線對(duì)卡測(cè)定 系統(tǒng)分辨力評(píng)定 D 2 CR 系統(tǒng)： SNR 光闌分步法；階梯塊法 系統(tǒng)信噪比評(píng)定 3 掃描器：幾何畸變 高密度線性尺 評(píng)定掃描的非線性程度 I 4 掃描器：激光束功能 T 靶 評(píng)定掃描激光束穩(wěn)定性 A 5 掃描器：模糊或閃爍 評(píng)定探測(cè)器系轉(zhuǎn)換均勻性 A 6 掃描器：側(cè)滑 鋁板條 (厚： ) 評(píng)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(chǎn)生 的缺陷 *：各字母對(duì)應(yīng)于圖 2－ 10 中的各字母代表部分。 核查這些性能的一個(gè)主要器件是圖 2－ 10 所示的組合式圖像質(zhì)量指示器。圖中各部分的具體結(jié)構(gòu)或要求如下。 A： T 靶，材料為黃銅，長(zhǎng)度 114mm，寬度 5mm 的 T 形尺； B：為標(biāo)準(zhǔn)化的雙絲型像質(zhì)計(jì)； 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(duì)卡 (見(jiàn)圖 13)； E： ER， EC， EL，三個(gè)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(jī)玻璃板； I：線性刻度尺； J： AL， CU， FE，對(duì)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(zhì)量指示器示意圖 CR 系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性鑒定試驗(yàn) 13 CR 系統(tǒng)空間分辨力的鑒定試驗(yàn) CR 系統(tǒng)空間分辨力采用雙絲像質(zhì) 計(jì)或楔型線對(duì)卡測(cè)定。雙絲像質(zhì)計(jì)的實(shí)物樣式見(jiàn)圖 12，部分線對(duì)卡的實(shí)物樣式見(jiàn)圖 13。測(cè)定條件的主要規(guī)定如下。 圖 12 雙絲像質(zhì)計(jì)的樣式 (左圖為實(shí)物，右圖為實(shí)物的射線照片圖像 ) 圖 13 部分線對(duì)卡的樣式 (1) 焦距：當(dāng)射線源焦點(diǎn)尺寸不大于 1mm 時(shí)，焦距應(yīng)不小于 1m；所采用的焦距值應(yīng)保證幾何不清晰度小于總不清晰度的 10%。 (2) 透照電壓：對(duì)于 160kV 以上的應(yīng)用，應(yīng)采用 220kV 管電壓；對(duì)于低能的應(yīng)用，應(yīng)采用 90kV管電壓。 X 射線管應(yīng)是鎢靶、鈹窗、無(wú)預(yù)先濾波。 (3) 雙絲像質(zhì)計(jì)放置：雙絲像質(zhì)計(jì)應(yīng)與激光束掃描方向成約 5?。 (4) 基本空間分辨力 SR 為測(cè)得不清晰度值的 1/2。 如果采用楔型線對(duì)卡測(cè)量，則楔型線對(duì)卡應(yīng)在與激光掃描線平行與垂直兩個(gè)方向測(cè)量，當(dāng)楔型線對(duì)卡應(yīng)在與激光掃描線成 45?放置時(shí)，讀數(shù)應(yīng)除以 。讀數(shù)方法分為兩種情況： 第一種情況：以線對(duì)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(cè)得線對(duì)值的 1/2。 CR 系統(tǒng)規(guī)格化信噪比 SNRN 的鑒定試驗(yàn) IP 板和光電倍增器在長(zhǎng)期使用中，其性能可能會(huì)降低，以致影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。因此，應(yīng)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(yīng)不小于 1m，在暗盒后面至少 1m 內(nèi)無(wú)任何物體 (包括鉛板 )。 (3) 透照電壓：對(duì)于采用 220kV 管電壓透照時(shí)， 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(yīng)是鎢靶，并用 8mm 的銅濾波；對(duì)于低能的應(yīng) 用，應(yīng)采用 90kV 管電壓， IP 板暗盒中不使用鉛增感屏。 X 射線管應(yīng)采用 厚度的鋁濾波。 (4) 曝光量：曝光量應(yīng)保證，在最低增益時(shí)成像板系統(tǒng)讀出強(qiáng)度可達(dá)到其最大可能讀出強(qiáng)度的90%。 (5) 測(cè)量要求： SNR 測(cè)量，應(yīng)在成像板系統(tǒng)可達(dá)到的最大讀出強(qiáng)度的 90177。 5%處測(cè)量。測(cè)量結(jié)果按下式計(jì)算 (測(cè)量過(guò)程，各符號(hào)意義可參閱文獻(xiàn) [7]～ [10])： 100,PSLmeasN ISNR ?? (6) SNR 值應(yīng)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(guò)初始值。 掃描器性能的穩(wěn)定性鑒定試驗(yàn) 14 幾何畸變鑒定試驗(yàn) 幾何畸變鑒定試驗(yàn)用于核查掃描器的輸送系統(tǒng)，在輸送 IP 板的過(guò)程中是否會(huì)使 IP 板發(fā)生傾斜、扭轉(zhuǎn)等，導(dǎo)致圖像的幾何畸變，產(chǎn)生空間非線性。 測(cè)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(cè)定試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用 2個(gè)線性刻度尺放在 IP 暗盒上，一個(gè)平行于掃描方向，一個(gè)垂直于掃描方向。透照后，從讀出的圖像評(píng)定掃描的空間線性。 ASTM E2445()標(biāo)準(zhǔn)要求掃描的空間非線性不大于 5%，在歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN14784－ 1(分類標(biāo)準(zhǔn) )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(yàn) 激光束功能鑒定試驗(yàn)用于核查激光束掃描線的規(guī)整性、激光束移動(dòng)平穩(wěn)性、激光束信號(hào)強(qiáng)度和聚焦的變化。當(dāng)性能降低時(shí)，一個(gè)可能的后果是圖像上出現(xiàn)階梯狀圖像。 測(cè)量采用黃銅材料制做的“ T 靶”進(jìn)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(yīng)不小于 50 70mm，其邊緣應(yīng)直且銳利。測(cè)量時(shí)將其放在 IP 暗盒上， T 形的一邊應(yīng)平行于掃描線，另一邊應(yīng)垂直于掃描 線。透照后，從讀出的圖像評(píng)定 (并可用于測(cè)定 CR 系統(tǒng)的 MTF)。 從得到圖像的邊界評(píng)定激光束功能，邊界的圖像應(yīng)直且連續(xù)。在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察圖像掃描線時(shí)，應(yīng)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(yàn) 模糊或閃爍鑒定試驗(yàn)用于核查光探測(cè)器的飽和性和從高光強(qiáng)度到低光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換的性能。試驗(yàn)采用 T 靶進(jìn)行二次透照，比較二次的圖像進(jìn)行評(píng)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(duì)具有高密度對(duì)比度區(qū)，圖像不應(yīng)出現(xiàn)光暈情況或拖尾情況。 側(cè)滑鑒定試驗(yàn) 側(cè)滑鑒定試驗(yàn)用于核查由于在掃描器中 IP 板的滑動(dòng)或掃描和讀數(shù)系統(tǒng)的任何不均勻性，由此將造成對(duì)均勻曝光區(qū)讀數(shù)線強(qiáng)度的不同。試驗(yàn)采用厚度為 的鋁板條，要求不同掃描線的強(qiáng)度偏差應(yīng)不超過(guò)在這些線中之一測(cè)定的噪聲強(qiáng)度。 陰影鑒定試驗(yàn) 陰影鑒定試驗(yàn)用于核查激光束強(qiáng)度在掃描 IP 板寬度方向的均勻性，同時(shí)也核查光導(dǎo)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(zhì)量的指示器是，在有機(jī)玻璃 板上制做的三個(gè)孔。孔的直徑為 19mm，深度為 。三個(gè)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(jì)算機(jī)上測(cè)量孔的 像 素灰度值。外側(cè)孔的 像 素灰度值與中心孔的 像 素灰度值之差，當(dāng)透照的焦距為不小于 1m 時(shí)，應(yīng)不超過(guò)中心孔 像 素灰度值的177。 15%；當(dāng)透照的焦距為大于 5m時(shí)，應(yīng)不超過(guò)中心孔 像 素灰度值的177。 10%。 IP 板性能的穩(wěn)定性鑒定試驗(yàn) IP 板性能的穩(wěn)定性鑒定試驗(yàn)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(qiáng)度應(yīng)小于轉(zhuǎn)換為線性化強(qiáng)度 (灰度 )圖像最大強(qiáng)度的 1%。應(yīng)依據(jù)這個(gè)要求，確定擦除設(shè)備和擦除時(shí)間。 對(duì)直接與無(wú)防護(hù)鉛屏接觸的 IP 板應(yīng)特別注意和鑒定人為缺陷。 當(dāng)無(wú) 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(shí)，應(yīng)進(jìn)行 IP 板圖像衰退鑒定試驗(yàn)。在希望的曝光與掃描時(shí)間間隔內(nèi)， IP 板圖像衰退程度應(yīng)小于 50%。 關(guān)于 CR 技術(shù)的部分試驗(yàn)情況 15 為了掌握 CR 技術(shù)在工業(yè)射線檢測(cè)中應(yīng)用的性能，特別是與膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)比較對(duì)缺陷的檢驗(yàn)?zāi)芰?，以期能?duì) CR 技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用給出一個(gè)比較明 確的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用范圍的界定，近幾年我們先后進(jìn)行了三次不同 CR 系統(tǒng)性能的試驗(yàn)。試驗(yàn)的主要內(nèi)容是膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)與 CR 技術(shù)下列方面的對(duì)比試驗(yàn)： (1) 像質(zhì)計(jì)靈敏度對(duì)比試驗(yàn)； (2) 人工缺陷檢驗(yàn)?zāi)芰?duì)比試驗(yàn)； (3) 自然缺陷檢驗(yàn)?zāi)芰?duì)比試驗(yàn)。 人工缺陷主要設(shè)計(jì)為模擬氣孔缺陷和模擬裂紋缺陷，自然缺陷包括：常見(jiàn)的熔化焊缺陷和常見(jiàn)的鑄造缺陷。從試驗(yàn)的結(jié)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(duì)缺陷的檢驗(yàn)?zāi)芰Γ€不能達(dá)到膠片射線照相技術(shù)系統(tǒng)的能力，特 別是對(duì)細(xì)小的裂紋缺陷。產(chǎn)生這種情況的主要原因是 CR 系統(tǒng)的空間分辨力遠(yuǎn)低于膠片射線照相技術(shù)系統(tǒng)。 (2) 當(dāng)被檢驗(yàn)工件的厚度較大時(shí)， CR 系統(tǒng)對(duì)缺陷的檢驗(yàn)?zāi)芰梢赃_(dá)到膠片射線照相技術(shù)系統(tǒng)的能力。原因是，隨著工件厚度加大，射線能量