实时焦点测量仪校准规范

1实时焦点测量仪校准规范本规范适用于实时焦点测量仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG744—2004医用诊断X射线辐射源electricalequipmenf-X-raytubeassembliesformedicaldiagnosis—凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。3术语和计量单位3.1.1实际焦点actualfocalspot接收加速电子束的靶表面区域。实际焦点在基准平面的垂直投影。3.1.3线扩展函数linespreadfunction在成像系统中，指定图像平面上沿某一条直线方向上的线源辐射强度的归一化分布。3.1.4焦点长度focalspotlength在基准平面上，沿X射线管长轴方向的线性扩展函数峰值15%之间的距离。3.1.5焦点宽度focalspotwidth在基准平面上，沿垂直X射线管长轴方向的线性扩展函数峰值15%之间的距离。3.1.6焦点参考值referencevalueofeffectivefocalspot有效焦点的几何尺寸，通常称为焦点的长度或者宽度。3.2计量单位X射线机焦点尺寸的单位名称：毫米；符号：mm。4概述实时焦点测量仪(以下简称焦点仪)是一种采用敏感元件直接感应射线强度分布，从而测量X射线机焦点大小的仪器。焦点仪根据电离激发产生跃迁发光的原理，探测2光电子信号，并对信号进行采集，获取线性扩展函数，解析计算有效焦点的几何尺寸。焦点仪主要由狭缝光阑、信号探测单元、信号处理单元、支架等组成。5.1焦点范围焦点测量范围：(0.1～6.0)mm。5.2辐射质范围焦点仪的分辨力不低于0.01mm。焦点仪的示值误差：优于±0.15mm。在X射线机曝光情况下焦点仪的重复性不大于2%。6.1环境条件6.1.2相对湿度：(30～85)%。6.2.1X射线机：管电压范围(40～150)kV;管电流范围不小于300mA;标称焦点不少于2个，范围(0.1～6.0)mm。6.2.3透射式扫描仪：分辨力不低于0.02mm。6.2.4黑白密度计：测量范围(0～3.00)D,分辨力不低于0.01D。6.2.5游标卡尺：测量范围(0～20)cm,分辨力不低于0.01mm。6.2.6钢卷尺：测量范围不小于1m,分辨力不低于1mm。7.1.1调节X射线机的球管组件限束器窗口垂直向下，使射束基准轴线通过焦点仪的狭缝光阑入射面的中心，与狭缝光阑对称轴线(光阑平面的法线)所成的角度偏差小于1°,如图1所示。3图1狭缝相机的准直7.1.2狭缝光阑的入射面与焦点的距离不小于100mm。7.1.3拍摄焦点狭缝成像时，狭缝光阑的长度方向必须与焦点的长度或者宽度方向保7.1.4测量焦点的宽度时，狭缝光阑的长度方向必须与X射线管组件的纵轴平行或与规定的纵轴平行。7.1.5测量焦点的长度时，狭缝光阑的长度方向必须与X射线管组件的纵轴垂直。7.1.6摄像平面(胶片、或者焦点仪探测平面)必须与基准方向(X射线机射线出束方向)垂直，偏差在±1°范围内。基准平面及各参数如图2所示，各参数按式(1)~E——放大倍率；k——基准面至远离狭缝光阑的实际焦点的边缘距离，mm;p——基准面至接近狭缝光阑的实际焦点的边缘距离，mm;m——基准面至狭缝光阑人射面的距离，mm;n——胶片或者焦点仪探测平面至狭缝光阑入射面的距离，mm。4在胶片摄像时，狭缝光阑人射面根据放大倍率按表1确定。放大倍率E7.1.7管电压、管电流的条件按照表2选择。管电压管电流标称电压功率的50%管电流7.1.8管电流曝光时间乘积(mAs)选择为(10～150)mAs,使胶片的黑白密度达到(1.0～1.4)D。7.2分辨力测量焦点的长度，狭缝光阑的方向与X射线管组件的纵轴方向垂直。根据焦点大小调整好放大倍率。按照焦点仪辐射响应要求曝光，记录焦点仪的分辨力。7.3示值误差选择2～3个校准点，按照7.1.6～7.1.8的测量条件，分别记录焦点到狭缝光阑的距离m、狭缝光阑到胶片平面的距离n₁、狭缝光阑到焦点仪探测单元的距离n₂,在不加增感屏的条件下对胶片曝光多次，达到洗片后黑白密度(1.0～1.4)D。用扫描仪扫5描胶片生成图片，采用胶片分析软件按照几何关系、胶片密度计算出焦点参考值fo。每个校准点，对焦点仪曝光8次，剔除最大、最小示值，计算平均值f。按式(4)、式(5)计算焦点仪对每个校准点的示值误差△f。f₀=m/n₁fim7.4重复性选择合适的管电流曝光时间乘积，管电压75kV,对焦点仪曝光10次，按式(6)计算相对实验标准偏差V。f:——焦点仪单次测量的示值，mm;f——焦点仪示值平均值，mm。8校准结果表达按本规范进行校准，出具校准证书。校准证书应包括JJF1071—2010中所要求的内容，证书内页推荐格式见附录B。9复校时间间隔建议复校时间间隔不超过12个月。注：由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定的，因此送校单位根据实际使用情况自行决定复校时间间隔。6附录A校准原始记录(推荐)格式样式环境温度℃相对湿度%校准地点校准日期备注设备黑白密度计证书号游标卡尺证书号证书号感光胶片扫描仪生产厂家型号规格仪器编号校准依据校准项目mffU1235673.重复性V%12345678947校准证书内页(推荐)格式样式校准证书第3页证书编号××××-××××校准结果二、示值误差示值误差扩展不确定度8示值误差测量结果的不确定度评定示例C.1测量方法以胶片测量焦点值作为参考值，焦点仪的测量示值的平均值作为测量值，计算示值C.2测量模型示值误差采用绝对值，按式(C.1)计算。f——焦点仪示值平均值，mm;fo——焦点参考值，mm。C.3测量不确定度分析根据测量模型，示值误差的主要不确定度来源包括以下四部分：(1)焦点仪测量重复性引入的不确定度；(2)焦点仪示值的分辨力引入的不确定度；(3)校准点的参考值引入的不确定度；(4)焦点仪几何位置引入的不确定度。C.4测量数据以一台焦点仪校准为例。在环境温度21℃和相对湿度61%的条件下，选取标称焦点1.0/2.0的长度方向，参考值分别为：1.95mm、3.30mm尺寸的2个校准点进行校准，测量数据见表C.1。mmmff123456C.5标准不确定度分量的评定(1)计算灵敏系数灵敏系数如下：(2)焦点仪测量重复性引入的标准不确定度分量u₁(F)采用A类方法评定。根据每个校准点6次的测量值，采用贝塞尔公式按式(C.4)计算平均值的实验标准偏差：(3)焦点仪示值的分辨力引入的标准不确定度分量uz(f)其中，a₂为焦点仪示值的分辨力，且假设为均匀分布。按照表C.1的测量数据，a₂的值为0.001mm。(4)校准点的参考值引入的标准不确定度分量u₃(f₀)采用B类方法评定。由胶片分析计算焦点，计算采用公式f=m/n₁fm,其中fim为焦点在胶片上的像。以测量2mm焦点为例，选择m=n₁=300mm,m、n₁的测量误差最大为1mm。由m、n₁引入的焦点计算的标准不确定度最大估计1/300mm=定度最大值为0.002mm。实验中焦点采用胶片法进行标定，胶片扫描分辨率为1200DPI,fm位置分辨为0.021mm,标准不确定度为0.021/(2√3)=0.006mm。u₃(f₀)=√0.003²+0.002²+0.006²=0.007(5)焦点仪几何位置引入的标准不确定度分量u₄(f)采用B类方法评定。焦点测量的计算采用公式f=m/nzfimz,其中fm₂为焦点在焦点仪成像平面的像。以测量2mm焦点为例，选择m=n₂=300mm,m、n₂的测量误差最大为1mm,由m、n₂引入的焦点计算的标准不确定度最大估计1/300mm=定度最大值为0.002mm。u₄(f)=√0.003²+0.002