(高清版)GBT 21355-2022 无损检测 基于存储磷光成像板的工业计算机射线照相检测 系统分类

代替GB/T21355—2008无损检测基于存储磷光成像板的工业计算机射线照相检测系统分类国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布国家市场监督管理总局I 1 1 1 35CR质量指示器 3 57CR系统分类及结果解释 附录B(资料性)CR模块示例 附录C(资料性)各种测试和测试方法的应用指南 20Ⅲa)更改了范围(见第1章，2008年版的第1章);c)增加了人员资格(见第4章);法(见第6章，2008年版的第6章);1本文件规定了计算机射线照相系统的基本性能参数，以期可经济、重复的获得符合要求的测试结果。该技术以检测基本理论和试验测量为基础。本文件规定了计算机射线照相(CR)系统的性能以及系统扫描仪和存储磷光成像板(IP)的相应性能参数测量。本文件确立了计算机射线照相系统与工业射要求。本文件与ISO11699-1规定的胶片射线照相技术的要求相关。本文件界定了不同等级系统的测试方法，规定了较复杂的精确确定系统文件适用于对不同供应商的系统进行分类，使用户获得设备横向可比的数据影响CR图像质量的因素包括几何不清晰度、信噪比(SNR)、散射比和对比度灵敏度。其他因素(例如扫描参数)影响激光扫描仪精确读取已曝光IP上的图像。本文件描述了最精准地确定系统质量要素的制造商测试方法。为确保使实际用户推荐使用的个别测试方法。这些测试方可单独进行，也可使用CR模块测试(见附录B)。CR模块包含许多基本的质量评估方法和正确的CR系统功能验证，包括扫描仪读取已曝光IP信息和正确擦除IP残留信息供后续使用。本文件确立的CR系统分类不涉及任何指定制造商的成像板。CR系统分类由使用的特定成像板下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文ISO11699-1无损检测工业射线照相胶片第1部分：工业射线照相胶片系统的分类(Non-de-structivetesting—Industrialradiographicfilm—Part1:ClassificISO19232-5无损检测射线照相检测图像质量第5部分：双丝型像质计图像不清晰度的测定nessandbasicspatialresolutionvalueusingduplexwire-typeimagequ2CR系统CRsystem34CR质量指示器宜按附录B中描述的特殊布置放置CR模块。在CR模块中CR质量指示器能单强度的70%～90%之间；5c)设置此时测量的线性化读出强度为参考值(100%);f)绘制线性化读出强度(灰度值)与曝光和读取成像板之间的时间间隔关系图。由于影像衰退效应影响所规定的曝光时间，因此对检测结果的可重复性非常重要。所有测光和读取之间的时间间隔应符合CR系统的典型应用。CR系统评价取决于磷光成像板(IP)类型、所用扫描仪和设置的扫描参数的组合特性。因此，线管前面。在X射线管上放置8mm铜滤波片进行曝光，并按铜的半值层3.5mm厚度设置管电压。6(或剂量率)测量确定所需的精确管电压。然后将放置在射线管上的铜滤波片总厚度增加至11.5mm进行第二次测量。滤波片宜选用99.9%的纯铜制作。计算第一次和第二次读数的比率。如果这个比率不是2,则上下调整管电压并重复测量直至获得比率为2(比率变化在5%以内)。记录所使用的管电压作为后续的IP测试使用。IP感光层应朝向X射线源。对于用Ir192进行的伽玛射线照相，测量时应在IP前后各放置0.3mm厚的铅增感屏。前置滤波片应选用8mm厚的铜片(见图1)。扫描仪应以大于或等于12位(bit)的动态读取，并以其最高空间分辨率或分类的空间分辨率12个大于或等于400mm²的区域(测定区域)在整个工作剂量范围内均匀地曝光在同一个IP上。由于扫描仪的构造方式不同，应对所有可能的像素尺寸进行测量。数字读出的强式进行校正，即读出的强度值与曝光的IP的光激发光(PSL)强度相对应的辐射剂量成线性并对所测量的12个或更多个剂量水平中的每一组求其平均值。信号强度Im.和标准差σpsL的计算应选取没有阴影或伪像的区域。在待测图像部位测定信噪比(SNR)值，确保信噪比(SNR)值稳定在10%以内。用于测定平均强度和噪声的测定区示例。这能使用一个常用的图像处理工具实现。信号和噪声应根据每个曝光区的1100个值或更多的数据集计算。数据集被细分为55组或更多，每组20个值。对于具有索引i的每个组，Ima_;值为未过 SR在垂直激光束扫描方向和平行激光束扫描方向的两个方向上测量的基本空间分辨率最SNRn=Imeas/opsL100 7GB/T21355—2022/ISO1采用阶梯楔形测定信噪比(SNR)的精度较低。这种方法可有利于用户定量地确定对比度灵为满足测量需求，可使用具有至少12个相同厚度等量递增的铜阶梯楔块，见图2。阶梯楔块的最大厚度应吸收射线中心束90%的辐射，因此要求阶梯楔块的最大厚度为11.7mm。为覆盖两个或楔块和IP之间的距离应大于或等于500mm,以减少散射线影响。放大倍数宜为2倍。应使用射线束准直器。应按的规定选择X射线管电压和滤波片。每一阶梯的投影面积应为20mm×20mm(大于或等于400mm²)。不应从投影区域边缘附的壁厚。曝光量的计算为曝光时间(单位为秒)乘以管电流(单位为毫安),见附录A。ASTME1647-98a规定的对比度灵敏度计用于目测和计算机辅助确定所选壁厚的对比度灵敏度。8对比度灵敏度计能测定四个水平的对比灵敏度1%、2%、3%和4%,独立于图像空间分辨率限制。按ASTME1647-98a评定。如果图像处理可用，则应获取目标轮廓(宽度为1个像素)。轮廓的平均噪声应小于或等于全壁厚和减薄壁厚之间的强度差(按百分比读数计算)。应记录曝每幅CR图像的归一化信噪比(SNRx)应大于或等于表1规定的最小信噪比(SNRpx)值。由于这表1确定的系统评价取决于成像板(IP)类型、所使用的扫描仪和所选择的扫描参数的组合特性。读出强度的测定按6.1.1规定的步进曝光法或按6.1.2规定的精度较低的阶梯楔形曝光法。读出a)线性化信号强度Im和标准差opsL应按6.1.1或6.1.2测定和计算；的扫描仪参数所得到的线性化信号强度Ipx=Imas;c)制造商应在原始和/或应用系统响应函数过程中向用户提供读出值。不清晰度的测定与(辐射剂量)射线能量相关。分类试验应在管电压为220kV时(铍窗X射线管、6.3.2MTF法(制造商测试)为了测试基本空间分辨率和计算MTF,CR图像应由具有尖锐边缘和恒定厚度的高密度试块(锐利边缘试块或CR模块中的T靶试样)曝光产生。射线的吸收衰减应为主射线束强度的70%～90%之间。曝光时距离应在1m或更远，焦点尺寸不大于1mm。焦点尺寸和焦点与IP距离的选择应以观察图像尖锐边缘目标细节几何不清晰度小于测定不清晰度结果的5%为准。具有尖锐边缘的试块定位摆光激发光(PSL)强度。应从线性化的图像中提取锐利边缘轮廓，垂直于边缘提取。为了增强轮廓的信噪比(SNR),宜对多个轮廓提取平均(大于10)。b)通过计算傅里叶幅度谱，并在频率为零时将其归一化到1,从轮廓的一阶导数计算MTF。基本空间分辨率由MTF值的20%确定。相对应的分辨率值SR按公式(4)计算：SR=1/(2·MTF₂o) MTF方法是探测器暗盒系统中散射效应的敏感指示器。它还表明电子系统相对于空间频率的变化。电子系统能因非线性放大或高通、低通等特性导致失真。MTF曲线和MTFo值宜用于指示制造商对CR系统进行任何修改之后的变化。用户可向制造商申请MTF曲线和MTF₂o值。9测试暗盒/IP滤波屏(如使用滤波屏),宜比较管电压为100kV时的MTF值(无前置滤波)和管电压为220kV(8mm铜前置滤波)时的MTF值。在更高能量下MTF₂o值的降低表明散射效应。按照ISO19232-5规定使用双丝型像质计测试基本空间分辨率。这比MTF方法的测试精度低。曝光应使用1m或更远的焦距，焦点尺寸不大于1mm。焦点尺寸和焦距的选择应使几何不清晰度小于总测量不清晰度的10%。双丝像质计应直接放置在含有IP和铅增感屏的暗盒上。测量应在垂直激光束扫描方向和平行激光束扫描方向上进行。应使用一个双丝型像质计分两个双丝型像质计一次曝光。双丝型像质计应与激光束扫描垂直方向和激光束扫描平行方向分别呈5°按照ISO19232-5规定，应以第一组不能分辨的丝对确定不清晰度值。第一组不能分辨丝对的两根丝之间的幅值比小于20%(见图3)。基本空间分辨率SR为测定的不清晰度的一半。如果两丝之间最大的下降幅值大于最大强度的20%,则丝对的两丝为可分辨。应记录读出值，并收敛型线对像质计应分别平行于扫描步进方向和垂直于扫描步进方向读取。如果收敛型线对像质情况a),基本空间分辨率(SR)由公式(5)计算。 (5)情况b),像质计确定何种分辨率发生混叠(超出奈奎斯特频率的预采样高频信号在较低空间频率推荐的质量保证方案应得到合同双方认可。分辨率测试也宜在CR读取光学元件的所有维修服务检查CR系统的空间线性度时，应在x方向和y方向上曝光一个由高吸收材料制成的空间线性质量指示器(单位为毫米或更小)。IP传输系统不宜允许IP在扫描过程中倾斜或扭曲而导致图像几何失真。测定的空间非线性应小于每块板尺寸的2%。曝光高吸收材质的T靶(见5.1.6)。通过检查图像上的“T”边缘评估激光束抖动。T靶边缘宜平直且连续。沿T靶边缘由亮到暗过渡中的扫描线欠曝光或过曝光表示存在时间误差或激光束调制问题。在计算机显示器上以10倍(或更大)放大倍数查看图像扫描线，或核查打印胶片(用放大镜)不同该过程能用于确定CR系统中激光束功能。允许采用计算机显示图像和打印胶片进行比较评估打应在低曝光强度(高读出增益)和高曝光强度(低读出增益),但电子系统不饱和的情况下进行T靶测试。检查T靶的计算机射线照相图像，查找可由光探测器饱和或强度从高亮强度区转变扫描仪中成像板的滑移或扫描和读取系统均匀性中的任何失真均导致描线强度之间的偏差应小于(或等于)在这些线路内测量的噪声。在CR模块中设计了一个用于检测滑对准。制造商测试中，IP在距离射线源大于5m的情况下被均匀曝光。用户可用这个测试在焦距不小于CR系统应按表1进行分类。最小归一化信噪比(SNRn)表1根据最小信号强度Ipx下的最小归一化信噪比(SNRx)评价CR系统(续)最小归一化信噪比(SNRn)注1:表1的归一化信噪比(SNRx)值类似于ISO11699-1的(SNR)值。它们是由ISO11699-log(e)(梯度/粒度)计算的。测量的信噪比(SNR)值由线性化的信号数据计算。注2:Y是最大基本空间分辨率(见6.3.2)。a)IP类型与表1一致。所测量的归一化信噪比(SNRn)应大于或等于表1中的最小归一化信噪应在垂直于激光扫描方向上或平行于激光扫描方向上分别测量基本空间分辨率。应使用两个SR7.3ISO感光度测定(制造商程序)通过公式Siso=Kg-¹(Ks由图像灰度值确定)计算得到ISO感光度Sso,Ks是曝光一张IP得到规定值按一定步骤确定ISO感光度。表2根据IIpx的IP读出强度所需的剂量Ks(图像灰度值)中测定ISO感光度SrsoISO感光度从到ISO感光度(资料性)以下IP系统分类不涉及任何特定制造商的存储磷光成像板。任何制造商的CR系统都要求(在性能参数中)符合IP1～IP6这六个不同的特定IP类型。本文件应为用户提供一个通过读取曝光和扫描的IP图像的最小读出强度(读出值：Ipx或灰度值)进行图像质量和CR系统分类核查的指南。这类似于胶片射线照相中的黑度的测量。表A.1中的读出值对应于成像区中黑度大于或等于2.0的类似曝光和显影的X射线胶片系统值。用户可假设，它获得a)测量log(强度)与log(曝光量)曲线以及对应于图A.1的SNR与log(曝光量)曲线。对于伽玛持恒定(例如1000mm)。与[log(曝光)-pca·wca·log(e)]的关系，而不是log(强度)与log(曝光量)曲线和SNR与b)从信噪比(SNR)与log(曝光量)或信噪比(SNR)与[log(曝光量)一μcu.Wca.log(e)]曲线上读取IP类型1～类型6的曝光量(见图A.1)。c)从确定的曝光量测量log(强度)与log(曝光量)或log(强度)与[log(曝光量)-μcu·wca.log(e)]曲线中读取Ipx值(见图A.2)。d)读取并在表中记录Itpx值。基于图A.1和图A.2,表A.1为一个典型示例。表A.1CR系统分类的最小读出强度(系统制造商A,系统ABC123的测试，最小信噪比为140μm,扫描速度为YX图A.1用于确定CR系统最小读出强度IIpx的方案(不同分类的X值由SNR曲线的交点与表1的SNRpx值确定)Y×米X●——增益8;增益16;▲——增益2;X增益4;图A.2用于确定CR系统最小读出强度IIpx的方案(Iupx值从强度曲线的交叉点用图A.1所取的X值箭头测定)(资料性)CR模块示例B.1CR模块中CR质量指示器的位置和校准所有描述的CR质量指示器(见5.1)都集中放置在一块CR模块测试板中。CR的载体板(如有机玻璃)组成，图B.1所示。CR模块应放置于IP侧。模块由低吸收材料图B.1用于计算机射线照相系统鉴定(尺寸约为43cm×35cm)的含有CR质量指示器的CR模块示例B.2底纹试验B.2.1通则在一块有机玻璃板(CR模块)中底纹质量指示器是一组直径为19mm,深度为0.3mm的三个孔。B.2.3程序在CR模块中有三个孔(EL、EC和ER),直径为19mm,深度为0.3mm。这些孔用于确保扫描激或灰度轮廓工具测量孔的像素值。在胶片上，用密度计测量圆孔处的胶片黑度。圆孔外的像素值或黑度值与中间圆孔值的偏差不宜超过10%。本测试推荐的质量保证程序由合同各方认可。然而，在对光B.3中心束准直料隔开(见图B.2)。也可使用蜂窝材料。中心束准直质量指示器的射线照相图像显示了BAM-铅箔蜗形盘上方射线源垂直位置的偏差。推荐以下尺寸：h=1.5mm～2mm,S=h/11.5(结构偏离偏差大于5°),ds>8mm,d₁=0.02mm~B.3.2程序CR模块应垂直于射线源的射线束中心。射线束中心应对准中心束准直质量指示器中心。BAM-和M与对比度灵敏度质量指示器的壁厚差分别为对比度灵敏度质量指示器总厚度T的1%、2%、3%和4%(见图B.3)。A—AK