GB T 38240-2019 无损检测仪器 射线数字探测器阵列制造特征.pdf

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1、 书书书 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 意义和用途 仪器与器件 校正对比和标准操作 方法 结果计算或分析 制造商测试结果的显示 数字探测器阵列的分类 精度与偏差 关键词 附录 （规范性附录） 输入与输出数据模板 参考文献 犌犅 犜 前 言 本标准按照 给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国试验机标准化技术委员会（ ）归口。 本标准起草单位：中国工程物理研究院应用电子学研究所、上海奕瑞光电子科技有限公司、山东省 特种设备研究院济宁分院。 本标准主要起草人：陈浩、王远、陈云斌、胡栋材、邱承彬、方志强、邱敏、金利波、黄凌端、申德峰。 犌犅 犜 无损检测仪器

2、 射线数字探测器 阵列制造特征 范围 本标准规定了射线数字探测器的仪器与器件、校正对比和标准操作、检测方法、结果计算及分析等 内容。 本标准适用于数字面阵列探测器。 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 射线照相检验规程（ ） 用于工业辐射照相底片系统分类标准测试方法（ ） 放射学中测定总图像不清晰度的标准规程（ ） 计算辐射照相系统的长期稳定性（ ） 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 数字探测器阵列系统 犱犻犵犻狋犪犾犱犲狋犲犮狋犲狉犪狉狉犪狔 （

3、 犇犇犃 ） 狊狔狊狋犲犿 将电离辐射或穿透辐射转化为模拟信号的离散阵列的电子装置。然后将这些数字化的模拟信号传 输到计算机，并按照与计算机驱动方法的输入区域相对应的辐射能谱数字图像形式显示。 注：电离辐射或穿透辐射转化为电子信号的首要步骤是通过使用闪烁材料电离辐射或穿透辐射转化为可见光。这 些装置的速度范围，从若干秒生成一幅图像，直到一秒生成若干幅图像，最快达到或超过实时射线透视的速度 （通常为 帧 ）。 信噪比 狊犻犵狀犪犾狋狅狀狅犻狊犲狉犪狋犻狅 ； 犛犖犚 信号强度的平均值与噪声强度的标准偏差之比，取决于辐射剂量和数字探测器阵列系统的性能。 对比度 噪声比 犮狅狀狋狉犪狊狋狋狅狀狅犻狊

4、犲狉犪狋犻狅 ； 犆犖犚 两个图像区域平均信号电平差与信号电平的标准偏差之比。 注：在这里的应用中，上述的两个图像区域分别为阶梯楔槽和基材。基材强度的标准偏差是噪声的衡量标准。 取决于辐射剂量和数字探测器阵列系统的性能。 犌犅 犜 像元空间分辨率 犫犪狊犻犮狊狆犪狋犻犪犾狉犲狊狅犾狌狋犻狅狀 ； 犛犚犫 数字探测器阵列可以分辨到的最小几何细节。 注：像元空间分辨率与有效像素尺寸相类似。 探测器信噪比 归一化 犱犲狋犲犮狋狅狉狊犻犵狀犪犾狋狅狀狅犻狊犲狉犪狋犻狅狀狅狉犿犪犾犻狕犲犱 ； 犱犛犖犚狀 对信噪比进行标准化以用于计算像元空间分辨率（ ）。 注：像元空间分辨率（ ）是直接由探测器测量所得

5、。在测量过程中除了射束路径中的光束滤波片外不使用其他 任何物体。 内部散射辐射 犻狀狋犲狉狀犪犾狊犮犪狋狋犲狉狉犪犱犻犪狋犻狅狀 ； 犐犛犚 探测器内部的散射辐射。 效率 犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔 除以剂量（单位为 ）的平方根，用来衡量探测器在不同的光束能量和质量条件下的 响应。 最大对比灵敏度 犪犮犺犻犲狏犪犫犾犲犮狅狀狋狉犪狊狋狊犲狀狊犻狋犻狏犻狋狔 ； 犆犛犪 使用在散射条件下响应极低的标准样品和 射线技术可能得到的最优对比灵敏度。 特定材料厚度范围 狊狆犲犮犻犳犻犮犿犪狋犲狉犻犪犾狋犺犻犮犽狀犲狊狊狉犪狀犵犲 ； 犛犕犜犚 可以得到特定的图像质量的材料厚度范围。 注：在应用中，数字探测器阵

6、列的壁厚范围内厚度较小的壁仅能得到数字探测器阵列最大灰度值的 ，而厚度 较大的壁则可以实现 的信噪比值和 的对比灵敏度，或者是 的信噪比值和 的对比灵敏 度。注意的是， 和 的信噪比值并不一定意味着可以实现 和 的对比灵敏度，这两个值仅 仅为了便于说明中等图像质量和优良图像质量。 残影 犾犪犵 曝光完成后不久，数字探测器阵列系统里的信号残留。 过曝光损伤 犫狌狉狀犻狀 闪烁体增益变化，其范围超过曝光范围。 全程残影首帧 犵犾狅犫犪犾犾犪犵狊狋犳狉犪犿犲 在 射线完全关闭条件下，首帧数字探测器阵列图像的平均信号值与 射线完全开启条件下图像 的平均信号值之间的比值。 注：该参数可用于表示在数据获取

7、过程中所需要使用的积分时间。 全程残影 狊犵犾狅犫犪犾犾犪犵狊犲犮 在 集成时间内的全程残影首帧（ ）预计值。 全程残影 狊犵犾狅犫犪犾犾犪犵狊犲犮 在 射线完全关闭 后，数字探测器阵列图像的平均灰度值与在 射线完全开启条件下图像的 犌犅 犜 平均灰度值之间的比值。 坏像素点 犫犪犱狆犻狓犲犾 性能超出数字探测器阵列系统对像素规定指标范围的像素点（见 ）。 阶梯型楔块 狊狋犲狆狑犲犱犵犲 单个金属合金质地的阶梯块。 注：其厚度范围根据 确定。 数字探测器阵列偏置图像 犇犇犃狅犳犳狊犲狋犻犿犪犵犲 在没有检测件的情况下获得的数字探测器阵列图像，在该图像中包括所有像素点的背景信号。 数字探测器阵列

8、增益图像 犇犇犃犵犪犻狀犻犿犪犵犲 在没有检测件的情况下获得的数字探测器阵列图像，用于校准对比数字探测器阵列像素点响应。 校正 犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀 射线束、闪烁体与读数结构中部分或完全任意响应的不均一性，以及偏置信号的修正。 灰度值 犵狉犪狔狏犪犾狌犲 数字探测器阵列图像上的一个像素的数值。 注：通常条件下，也可称为像素值、探测器响应、模拟 数字单位和探测器信号。 像素点值 狆犻狓犲犾狏犪犾狌犲 数字探测器阵列图像上的一个像素数值。 饱和灰度值 狊犪狋狌狉犪狋犻狅狀犵狉犪狔狏犪犾狌犲 经过偏置修正后，数字探测器阵列最大可能灰度值。 集群 犮犾狌狊狋犲狉 多个像素按照一定的排列规律聚集或组合

9、在一起。 坏像素点集群 犮犾狌狊狋犲狉狅犳犫犪犱狆犻狓犲犾 两个或两个以上的相连（像素点一边或一角相连）坏像素点。 意义和用途 本标准提供了一种在通常技术测量条件下比较数字探测器阵列的方式。利用这种方式，在实践 中，即使使用完全不同的数字探测器阵列，只要经过适当调整，包括采用适当的几何放大或其他工业辐 射设置方法对装置的缺陷进行补偿，也可以获得同样的结果。 用户应掌握并理解本标准中所有定义及相应的性能参数，这样才能针对特定应用目标，正确使用 犌犅 犜 操作设备。 针对每台数字探测器阵列，都应对下列参数加以评估：像元空间分辨率（ ）、在 和不同能 量以及光束质量条件下的效率探测器 标准化（ ），

10、特定材料厚度范围（ ）、图像残 影、过曝光损伤（ ）、坏像素点和内部散射辐射（ ）。 仪器与器件 用于像元空间分辨率（ 犛犚犫 ）的双线像质计 双线像质计根据 相关要求设计，用于测量 和不清晰度。 阶梯楔块像质计 如图 所示，楔块有 个阶梯。楔块可以通过内置屏蔽防止 射线散射和削弱。如果没有内置屏 蔽，可以将阶梯楔块安装到一个铅制的支架中。然后将铅制支架沿阶梯楔块的四周延长 ，使其 超出支架。铅制支架的边缘要与阶梯楔块的边缘有一定的重叠（重叠宽度不超过 ），这样就可以 大幅度降低 射线从阶梯楔块下方泄漏的数量，而这种泄漏会对每一步骤获取的数据都会产生污染。 阶梯楔块由 种不同的材料制成，包括

11、（铝）、 （钛）和 （因科镍合金 ）， 在每个步进梯级中都有一个中心槽，如图 所示。用于不同材料的楔块的三维尺寸见表 。 图 阶梯楔示意图 犌犅 犜 表 本标准中使用 种不同材料作为图像质量指示器时阶梯楔的尺寸 材料单位 阶梯楔（ ） 公差 中心槽 公差 材料单位 阶梯楔（ ） 公差 中心槽 公差 材料单位 阶梯楔（ ） 公差 中心槽 公差 用于测量数字探测器阵列效率的滤波片 以下所列为用于获取不同光束质量的滤波片厚度 ） ）和合金材质 ）。这些滤波片应安装于光 束的输出位置。滤波片厚度的误差范围为 ： ） 无外部滤波片（ ）； ） （ ）； ） （ ）； ） （ ）； ） （ ）； ） （

12、）； ） （ ）； ） 滤波片应直接安置于射线管口。铝制滤波片材料应使用 。铜材料的纯度应不低于 。铁制滤波片材料应使用不锈钢 。 注： ）和 ）中所述的辐射质量是根据量子探测效率和 制定的，而 ）和 ）中所述的辐射质量是根据 制定的。此外， ）中所述的辐射质量采用的标准与 、 和 采用的标准一样。 用于测量、过曝光损伤和内部散射辐射的滤波片 用于测量过曝光损伤和内部散射辐射的滤波片为铜板，其厚度应不小于 见 ），其规格 为 ，并且应至少有一边有锐利的边缘（不推荐使用小尺寸探源）。如果数字探测器阵 列本身小于 ，使用铜板的规格尺寸应为数字探测器阵列激活区域的 。 犌犅 犜 校正对比和标准操作

13、数字探测器阵列校准比对方法 在认证测试前，应对数字探测器阵列进行校准比对，通过数字探测器阵列偏置图像或数字探测器阵 列增益图像（参见 和 ）的校正方式产生制造商建议的修正图像。进行校准测试十分重要，而在 实践过程中也要进行例行的常规校准。这样可以确保制造商收集的数据与系统投入使用后收集到的数 据密切匹配。 数字探测器阵列坏像素点标准操作 总则 通常情况下，制造商可以通过不同的方法修正坏像素点。如有必要，可根据制造商提供的坏像素点 修正方法对认证测试收集到的图像中坏像素点进行修正。可以根据下列定义来判定坏像素点和好像素 点。根据这些定义，针对特定的探测器型号，制造商在统计的基础上设定了分类标准，

14、确定了该型号探 测器产生坏像素点的“典型”结果。交付使用的数字探测器阵列系统中，坏像素点的判定和修正的设置 根据制造商和供应商之间的协议来确定。 坏像素点的定义和测试 死像素点没有响应的像素点，或是响应保持恒定且不受探测器辐射剂量条件影响的像 素点。 响应过高的像素点在一个最小为 像素点区域内，灰度值大于平均灰度值 倍的 像素点。这个测试可以在偏置修正图像上进行。 响应过低的像素点在一个最小为 像素点区域内，灰度值小于平均灰度值 倍的 像素点。这个测试可以在偏置修正图像上进行。 噪声像素点在没有辐射的条件下，从 副到 副图像序列，大于整个数字探测器阵列 像素点标准差中值 倍以上的像素点。 不均

15、一像素点像素点的值要比其相邻 像素点区域内的平均像素点值的偏差超过 。可以使用平均灰度值达到或超过数字探测器阵列线性范围 的图像上进行这样的测试。测 试可在偏置或增益修正图像上进行。 持久残影像素点 射线关闭后产生的第一张图像中，像素点的值要比其相邻 像素 点区域内的平均像素点值的偏差超过 个因数参见 ）。 坏相邻像素点如果与一个像素点相邻的其他 个像素点都是坏像素点，那么这个像素点 也应视为坏像素点。 坏像素点分组或分类 单坏像素点单个坏像素点，与其相邻的其他像素点都是好像素点。 坏像素点集群两个或两个以上的相连坏像素点被称为坏像素点集群。这里的相连是指像 素点的一边或一角与其他像素点相连（

16、最大可能有 个相邻像素点）。如果一个像素点与其相邻的好像 素点没超过 个，该像素点则被称为集群核心像素点（ ）。 如果一个集群中没有集群核心像素点（ ），该集群则可具修正价值，并且极易修正，这种集 犌犅 犜 群称之为不相干集群。这种集群是按其周围的矩形尺寸以及不相干集群的坏像素点数量来命名的，例 如“ ”图 。 图 坏像素点的不同类型（集群、相干集群和坏线段） 如果一个集群中存在集群核心像素点（ ），这种集群称之为相干集群。在命名的时候，前面 加一个“ ”，后面加上在集群核心像素点（ ）的数字，如“ ”，其中数字“ ”为坏像素 点总数，数字“ ”为集群核心像素点（ ）的数量如图 。 坏线段指的

17、是在一个空间不相干集群中，存在 个或 以上的坏像素点连接成线段（横排或 纵列），但该线段上与坏像素点相连的部分应低于其总长度的 。坏线段上的像素点不应是集群核 心像素点（ ），见图 。坏线段的命名方式与集群的命名方式相同，只不过集群名称中用“ ”， 而坏线段名称中用“ ”，如“ ”或“ ”，见图 。 方法 每次测试时，均应根据测试方法对光束过滤进行确定。值得注意的是内置光束滤波片应安装在 射线管窗口。如有可能，应获取上述值，并将其记录，并列表。 在所有测量中，除了另有特殊规定外，用于性能测试时， 射线源与探测器之间的距离（ ）应大 于 。在通常情况下，光束不应与干扰物体产生相互作用，除非特意安

18、排物体与其产生相互作 用。此外，还应通过在射线源上使用光学准直设备，使光束辐照面积尽量接近（不能远大于）探测器区 域。注意本方法中给出的曝光时间可以通过数字探测器阵列实现的延长曝光或多帧照相相结合得到。 尽管如此，无论使用哪种方式，均应在测试报告中记录相关信息，并且在所有测试中都要使用相同的数 字探测器阵列集成时间（每帧）。在本标准以下章条中，每当得到图像时，该图像就会按一个相应的格式 存贮下来，在该格式中包括获取图像的完整比特（位数）深度以便于后续分析。 由于 射线焦斑尺寸有限以及几何放大造成了图像不清晰度，但这种图像不清晰度应不超过 中辐射照相操作规程的规定范围。 犌犅 犜 每次测试使用的

19、测量参数应记录在附录 数据表（输入）中的数据表模板中。 除非另有专门规定，否则所有的图像均应使用数字探测器阵列偏置图像和增益图像进行校准比 对。除了进行坏像素点判定测试以外，所有的测试过程均应使用制造商提供的坏像素点修正数字方法 对图像中的坏像素点进行修正（见 和 ）。 针对特定的数字探测器阵列型号，对于其规定的所有测试均应在相同的内部探测器设置的条件 （例如增益与 转化）下进行。 像元空间分辨率（ ）的测量方法如下： ） 用于像元空间分辨率（ ）测量评估的测试样品为双线测量计（见 ）。该双线 测量计应直接安置于探测器上，与探测器横排纵列成 或 夹角。如果数字探测器阵列中 有非等方性像素点，则

20、应产生两张图像，这两张图像分别使用接近平行于探测器纵向和横排的 双线测量计产生。除了增益偏置与坏像素点修正需要进行图像处理以外，其他的都不需要进 行图像处理。 ） 曝光距离应大于 ，曝光使用的焦点源尺寸应符合 中的规定。 ） 像元空间分辨率（ ）的测量与辐射质量相关。对于操作能量大于 的数字探测器阵 列，进行测量时，应使数字探测器阵列的能量为 （无预过滤）。对于其他的数字探测器 阵列，进行测量时，应使数字探测器阵列的能量为 （无预过滤）。此外，还应对 射线的 管电流 进行适当选择，从而确保测试物体（双线测量计）图像的灰度值达到数字探测器阵 列饱和值的 （ ）。如果在这些能量（无过滤）下不能生成

21、好的图片，则测试工程师应 减小光束流或增加射线源到数字探测器阵列的距离，从而保证生成图像的质量。如果这些方 法仍然不实用， ）中定义的辐射质量应被用作在 下的测量，而 ）中定义的辐射 质量应被用作在 下的测量。在任一情况下，光束质量应被记录在数据表模板附录 ， 数据表（输入）上。 注：进行这种测试的目的在于确定在测试中可达到的像元空间分辨率（ ）或者是数字探测器阵列可以实现的最 佳像元空间分辨率（ ）。就这方面而言，采取适当方法显著降低测量过程中的量子噪声就显得特别重要了。 效率的测量方法如下： ） 这种测量可以选择几个辐射剂量分别高于和低于 的点来进行。这样就可以通过对上 述点的测量结果进行

22、计算，得到辐射剂量为 条件下的效率。此外，在测试过程中，根据 这一系列的点的测量结果还可以得到关于探测器线性响应的其他信息。同时，数字探测器阵 列响应最大（顶部）的几个数据点还可用于获取 的最大值。 ） 应使用 规定的图像集成时间收集一张偏置图像（在无辐射条件下）。 ） 在本测量过程中，使用的辐射质量应符合 的规定。 ） 在进行效率测量时，应根据 的规定设置 射线管，同时应立即将滤波片直接安装于 射线 管输出端口处，这样就可以确保到达数字探测器阵列的所有辐射均经过过滤处理。对束流和 曝光时间进行适当调整，这样可以确保得到用一个电离测量计测量的数字探测器阵列特定区 域的已知剂量率。进行剂量率测量

23、过程中，应避免受到散射的干扰，因此最好在安装探测器之 前就进行剂量率测量。将剂量率与以秒为单位的曝光时间相乘（或以分数形式）就可以得到剂 量。为实现 的剂量，宜对所有数据点（剂量高于和低于 的几个点）都进行测量， 并记录下安装探测器前实现剂量值所需要的电流（ ）值。 注：用于剂量率测量的电离测量计根据制造商的建议进行校准比对。 ） 在上述条件下，应收集两张图像。这两张图像用于通过不同的图像在无固定格式或其他潜在 犌犅 犜 异常条件下获取噪声。 可达到的对比灵敏度测试方法如下： ） 在 中定义的阶梯楔图像质量指示器由三种不同材料构成。测试过程中（这些材料）使用的 厚度范围应符合 的规定。在进行测

24、试时，阶梯楔的安装位置应至少与探测器保持 的距离（而 则应大于 ）。预滤波片应直接安装在 射线管之前。应对光束进行 准直处理，确保曝光区域局限于阶梯楔。同时，应在数据表（输入）中记录使用的预滤波片。 ） 如果探测器区域过小，仅靠一张图像无法将阶梯楔完全涵盖，则应在 射线和数字探测器阵 列设置保持相同的条件下，收集两张或两张以上的图像以完全涵盖阶梯楔。 ） 进行测量时，使用的能量应设置为 ，使用的过滤铜板厚度应为 。在这种光束能 谱条件下的 射线管的电流（ ）也应确定，以确保在所有测试所采用的集成时间内，厚度最 小的阶梯楔上数字探测器阵列不会产生饱和现象。通过多帧叠加获得图像，得到图像的有效 曝

25、光时间应至少包括 、 、 和 。如有需要，制造商还可以提供其他曝光时间的 数据。 特定材料厚度范围的测量方法：如果已经完成 规定的步骤，进行特定材料厚度范围的测试 时，不需要采取另外的测量方法。如果确实需要独立于 测试而单独完成，则可根据 规定的步骤 进行。 残影和过曝光损伤的测量方法如下： ） 残影的测量方法： ） 可以通过使用一个图像序列测量探测器的残影。开启数字探测器阵列的电源，但其暴露 在辐射环境条件下的时间不超过 。在其启动前，应（在没有辐射的条件下）首先获 取一张偏置图像（图像 ）。 ） 数字探测器阵列暴露在辐射环境中的时间应不少于 ，在这个辐射环境中剂量率保 持恒定为 （ 的铜过

26、滤），灰度值为饱和灰度值的 。此过程完成后，应立 即产生一张图像，该图像的总曝光时间大约为 。 ） 接下来就可以在 内采集一个图像序列，在序列图像成像开始后约 关闭 射线。 注：进行这种测试时，不需要使用偏置和增益修正。 ） 过曝光损伤的测量方法： ） 测量过曝光损伤的条件：在 的能量条件下，用一个厚度为 的铜板直接放置 在数字探测器阵列表面上，铜板覆盖数字探测器阵列表面一半。数字探测器阵列应被曝 光 ，灰度值为未被铜板覆盖的另一半数字探测器阵列区域饱和灰度值的 。然 后关闭 射线，将铜板移开。接着，再让数字探测器阵列在同样能量的辐射环境中暴露， 但辐射剂量为原有辐射剂量的 。采集一张图像，该

27、图像的有效曝光时间为 。仔 细观察图像，会发现图像中原来放置铜板（被铜板覆盖）的区域会出现肉眼可见阴影。 ） 数字探测器阵列暴露在辐射环境中接受剂量照射 后，应立即移走其上覆盖的铜 板，然后迅速曝光 产生图像。在此过程中任何拖延都会影响到测量结果的准确性。 然后，分别在 、 和 后重复上述测量，但在每次测量之间不需要再对数字探测器 阵列进行另外的辐射剂量照射。 坏像素点的测量方法： ） 以下所述为判定坏像素点所需的数据。所有的测量均应在 辐射条件下，使用 铜制预滤波片的条件下进行。对于特定型号的数字探测器阵列而言，需要根据一组探测器（探 犌犅 犜 测器应至少为 个）的测量结果才能得出坏像素点检

28、测报告。 ） 在此测量过程中，至少需要一个在无 射线辐照条件下产生的暗场图像（ ）序列，该 序列的总集成时间为 。存贮该序列以用于噪声像素点判定。然后将该序列进行平均以 得到一张偏置图像。该图像被称之为“偏置数据”。 ） 通过设置 射线，使平均灰度值达到偏置修正后数字探测器阵列饱和灰度值范围的 ，在 此条件下产生一个图像序列。图像序列的总集成时间约为 。然后再对该序列图像进行 平均，经过偏置修正后，得到一张图像，称之为“坏像素数据 ”。 ） 通过设置 射线，使平均灰度值达到偏置修正后数字探测器阵列饱和灰度值范围的 ，在 此条件下产生一个图像序列，图像序列的总集成时间约为 。然后再对该序列图像进

29、行平 均，经过偏置和增益修正后，得到一张图像，称之为“坏像素数据 ”。 ） 通过设置 射线，使平均灰度值达到偏置修正后数字探测器阵列饱和灰度值范围的 ，在 此条件下产生一个图像序列，图像序列的总集成时间约为 。然后再对该序列图像进行平 均，经过偏置和增益修正后，得到一张图像，称之为“坏像素数据 ”。 ） 持久残影像素点测量在此测试过程中，无需使用增益修正。开启探测器电源，使其暴露 在辐射环境中接受辐照的时间不超过 。在接受辐射剂量照射前，应首先产生一张偏置 图像。然后，将探测器暴露在辐射环境中至少 ，这个辐射环境中剂量率保持恒定为 ，灰度值为偏置修正后饱和灰度值的 。然后产生一个为时 的图像序

30、列。序 列成像开始后 时，应关闭 射线。 内部散射辐射的测量方法：根据 的规定，使用一个厚度为 的铜板，将其直接放置在数 字探测器阵列上。放置的时候，应将铜板锋利的一边正好放在数字探测器阵列的中间，使其与射束方面 保持垂直，这样在图像中才能得到清晰的边缘。使用 的辐射剂量和一个厚度为 的铜制预 滤波片，让数字探测器阵列暴露在辐射环境中接受剂量照射。而对于那些推荐辐射剂量范围不在此范 围中的数字探测器阵列，则应使用其推荐范围中最高 射线能量，同时使用铜板作为预滤波片，铜板厚 度为 到 之间。调节 射线管的束流，确保经过偏置修正后的灰度值达到饱和灰度值的 。使用符合 规定的焦电源尺寸，产生一张图像

31、，其有效曝光时间应为 。然后对这张图像进 行偏置和增益修正。 结果计算或分析 测试结果记录 所有的测试结果均应记录在附录 数据表（输出）中提供的数据表模板中。 像元空间分辨率（ 犛犚犫 ）的计算 应对 双线像质计的面积进行测试，并对测试结果进行平均，以防止因为线的长度变化而带 来的变化（见图 ）。测量结果图示见图 。 犌犅 犜 图 用于像元空间分辨率计算的线对图像分析 （像元空间分辨率）由线对距离的线性差值由式（ ）计算而得，后一对线对的线对距离小于 的降幅，而前一对线对的线对距离大于 降幅（见图 ）。 注： 和 求解 有相似的过程，但是产生不同的结果。 犇 （ 犇犇 ）（ 犚 ） （ 犚犚

32、） （ ） 式中： 犇 最小线对的直径，与间隙处相比的分辨率大于 ； 犇 最大线对的直径，与间隙处相比的分辨率小于 ； 犚 犇 相对应线对的调制度（ 值），用降幅百分比值表示， ； 犚 犇 相对应线对的调制度（ 值），用降幅百分比值表示， 。 效率的计算 通过阶梯楔的图像差值可以计算效率，曝光实验设置示意图见图 。在进行求差处理前，图像中 的坏像素点已通过使用制造商提供的修正方法进行了修正。差值图像的处理结果避免了所有的几何变 犌犅 犜 形，同时只需要测量辐照时间和剂量条件下的行为。通过对差值图像中 个区域进行计算得到了 像素点区域的噪声（标准差），表示为 。然后将上述 个 像素点区域放图 像

33、中，其中一个区域位于图像的中心位置；而另外 个则分别位于图像的四角，与数字探测器阵列有效 范围的边缘保持 的距离。然后将上述 个 像素点区域的平均信号分别与一张未经差值处 理的图像上相应位置的信号进行平均，其结果表示为 。而 指的是一 幅偏置图像的同一区域的平均值。可以根据式（ ）计算得到 （由于噪声计算使用了两张图像的 差值用 的平方根进行修正，然后将其与标准化分辨率 相乘。计算过程与 中 规定的 计算方法相同）。 个区域的 则应进行平均，从而得到最终的 值。 注： 和 求解 有相似的过程，但是产生不同的结果。 （ ） 槡 （ ） 图 阶梯楔图像质量指示器曝光实验设置示意图 在图 中给出了一

34、个示意图，在这个示意图中，差值图像的 值表示为辐射剂量平方根的 函数。通过许多点（点线）来表示不同的能量。而图 中直线的斜率表示的是效率。其数值与 辐射水平的 值相同。尽管在作为辐射剂量函数来计算和测量效率并非完全必要，但制造商还 是基于经验和判断收集了这些数据，并且在图中标示出来。通过这些数据可以得到关于 的最 大可能值以及探测器的线性响应信息。 犌犅 犜 图 不同能级的不同图像效率测试图例（ 犛犖犚狀 值已被转化为 犱犛犖犚犖 值） 最大对比灵敏度（ 犆犛犪 ）的计算 用于本项测试的图像应进行偏置、增益和坏像素点修正。 如图 所示，在每个阶梯中，均应对 个矩形区域内的信号（平均灰度值）和噪

35、声（标准差）进行计 算。用于评估的关注矩形区域最小尺寸为 像素点（ 像素点）。使用 中介绍 的单线标准差中值法计算该矩形区域内的噪声。通过计算对比值（楔形槽上与楔形槽外的信号差）和楔 形槽外噪声的比值可以得到对比度 噪声比 （ ）的值，如式（ ）所示。阶梯楔图像的每一个阶梯 都要进行这样的计算。 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 注：阶梯楔上的区域分别标注为“ ”、“ ”和“ ”，这 个区域将用于提供信号和噪声。 图 阶梯楔块 犌犅 犜 对于楔形槽厚度为基础阶梯厚度的 时，可以通过式（ ）计算得到 值： （ ） （ ） 计算结果应记录在附录 中的输出数据表中。图 为一个最

36、大对比灵敏度的例子。这里所说 的对比灵敏度是最佳的可达到的对比灵敏度，零部件产生的散射现象已大大降低。在实践中，可达到的 对比灵敏度曲线可能与本文件提供的结果有所不同，这是因为在用户的设施上，几何不清晰度和散射辐 射的情况会有所不同。 图 不同图像获取时间的最大对比灵敏度的测试结果 特定材料厚度范围的计算 如 和 所述，针对每个阶梯，都需要计算信噪比。在对比灵敏度为 的应用条件下， 信噪比的值应为 或者高于 。注意，在这里我们仅仅将这种情况视为一个通例，这并不意味着在 任何条件下只要信噪比的值为 ，都应会得到一个对比灵敏度为 的结果。 如图 中的示例， 的对比灵敏度对应的特定材料厚度范围从 到

37、 不等，使用 的材料为 ，曝光时间为 。 犌犅 犜 图 在信噪比为 、对比灵敏度为 的条件下的特定材料厚度范围 （在 狊 曝光时间时， 犿犿 ） 在对比灵敏度为 的应用条件下，信噪比的值应为 或者高于 。在此仅将这种情况视为 一个通例，这并不意味着在任何条件下只要信噪比的值为 ，都应会得到一个对比灵敏度为 的 结果。 如图 中的示例， 的对比灵敏度对应的特定材料厚度范围从 不等，曝光时 间为 。 残影与过曝光损伤（ 犫狌狉狀犻狀 ）的计算 残影的计算 设偏置图像为 ， 积分时间内产生的第一张图像为图像 。在采集的图像序列中，找到（ 射线关闭后）完全为暗图的第一张图像，将其命名为图像 。而在图像

38、 产生后 产生的图像则被命 名为图像 。 对于所有的图像，数字探测器阵列中心的 区域的平均信号均应进行测量： ） 图像 中心 的平均信号； ） 图像 中心 的平均信号； ） 图像 中心 的平均信号； ） 图像 中心 的平均信号。 根据式（ ）可以计算得到参数全程残影首帧、全程残影 和全程残影 的值。而图 所示 则为典型的残影测量数据。 （ ） （ ） （ ） （ ） 犌犅 犜 图 图像残影测量序列结果 过曝光损伤的计算 过曝光损伤的计算可以根据式（ ）进行。图 所示为过曝光损伤的典型测量数据。 表示的是板面区域外的平均灰度值，而 表示的是板面区域内的平均灰度值。 （ ）（ ） （ ） 图 过曝

39、光损伤测量结果 分别计算并报告 、 、 和 的值。 坏像素点的计算 总则 输出数据表中会按照附录 的模板给出单个坏像素点的 个分类、坏像素集群的 个分类。针对 犌犅 犜 某个特定的数字探测器阵列型号，这些结果应根据一组探测器（探测器数量至少为 个）的计算得到。 坏像素点的计算方法如下。 死像素点 判定每个探测器的死像素点数量，然后取平均值。 响应过度像素点 针对某种特定型号的探测器，取一组探测器，并对其中每个探测器的响应过度像素点进行判定并记 录，步骤如下： 对坏像素数据 中所有像素点进行测试。测试方法为将一个 的屏蔽罩（遮光罩）覆盖在图像 上，找出值大于遮光罩下平均灰度值 的像素点。报告测试

40、的所有探测器响应过度像素点的平均数。 响应过低像素点 对每个探测器的响应过低像素点进行判定并记录。 对坏像素数据 中所有像素点进行测试。测试方法为将一个 的屏蔽罩（遮光罩）覆盖 在图像上，找出值小于遮光罩上平均灰度值 的像素点。 报告测试的所有探测器响应过低像素点的平均数。 噪声像素点 计算暗场图像序列中每个像素点的 （标准差）以及像素平均 值。接受测试的每个探测器都要进 行这种计算。报告要记录所得平均数。然后根据以下步骤计算噪声像素点的数量。 从图像序列开始，对每个像素点位置的标准差进行计算，从而得到标准差图像，在标准差图像中，每 个像素点的值都替换为该像素点标准差的值，计算数字探测器阵列有

41、效范围内标准差图像的平均值。在 标准差图像中，如果发现像素点的（标准差）值高于平均（标准差）值 倍以上时，则应标注为噪声像素点。 不均一像素点 经过偏置和增益修正后，如果一个像素点的值仍然与其相邻的 像素点的平均值的偏移超过 ，则该像素点应被标记为坏像素点。在这项测试中要用到坏像素数据 和坏像素数据 。可以根 据下列步骤来计算不均一像素点的数量。 将一个 像素点的屏蔽罩（遮光罩）覆盖在坏像素数据 和坏像素数据 有效数字探测器阵列 范围上，找出值为其相邻 像素点平均值 倍或 倍的像素点。这些像素点则应被视为不均 一像素点。 持久残影像素点 选择图像序列中产生的第一张完全为暗图（第一张暗图指的是在

42、有大块黑暗和明亮区域图像之后 产生的图像或者是第一张完全黑暗的图像）作为评估对象。持久残影像素点的计算过程应按照以下步 骤来进行。 将一个 像素点的屏蔽罩（遮光罩）覆盖在图像上，找出值大于其相邻 像素点平均值 倍 以上的像素点。这些像素点则应被视为持久残影像素点。 相邻坏像素点 如果一个像素点周围与其相邻的其他 个像素点均为坏像素点，则该像素点也应被视为坏像素点。 犌犅 犜 内部散射辐射（ 犐犛犚 ）的计算 在所得图像（图 ）的铜板边缘绘制一条轮廓线，然后根据该线型图得出数据，按式（ ）计算： （ 犪 犫 ） （ ） 式中： 内部散射辐射的测量； 犪 远范围不清晰度基值； 犫 铜板刃边的信号电

43、平。 此例中散射线的计算方法如下： 内部散射测量 犪 信号的最大值、最小值为 和 ， 最大最下偏差 犫 内部散射辐射 （ 犪 犫 ） （ ） 说明： 犪 为远范围不清晰度基值； 犫 为铜板刃边的信号电平。 图 内部散射辐射测量 犌犅 犜 制造商测试结果的显示 根据附录 规定，所有测试能得到结果包括完整的数据薄、图表等，这些结果应方便易用。同样， 汇总图和表格列出了在标准参数设置条件下的结果。为便于理解和分析结果，也可以将结果按照下文 所述的网格分布图表示出来。在此给出一个例子就包括了第 章中所列 个参数中的 个。这 个参 数分别是像元空间分辨率、效率、最大对比灵敏度、特定材料厚度范围以及数字探

44、测器阵列残影。将这 些参数在 （低）到 （高）的范围内进行权重选择，从而达到一个特定质量因子。表 给出了 种不同 材料的测量参数所对应的质量因子。每个参数的测量值与最接近边界值的质量因子准确对应。在此， 由于坏像素点与实际应用密切相关，所有没有给出坏像素点的相关信息。基于同样的理由，在这里也没 有给出内部散射辐射方面的信息。一个完整的数字探测器阵列设备应能覆盖整个区域。图 ）和 图 ）分别给出了两个例子。在图 ）中例子表示的是一个数字探测器阵列设备，对于平面材料 （比如很小的焊缝检测）的检测而言，该设备具有很高的分辨率但效率一般。而图 ）给出的例子则 是针对铝铸件的快速自动检测系统，这种检测要

45、求对比灵敏度高，特定材料厚度范围大，而对图像残影 的要求一般。 探测器 模式 参数 值质量数值 像元空间分辨率 最大对比灵敏度 图像残影 效率 材料厚度范围 犪 ） 适用于焊缝检测的 犇犇犃 实例 探测器 模式 参数 值质量数值 像元空间分辨率 最大对比灵敏度 图像残影 效率 材料厚度范围 犫 ） 适用于铝铸件快速自动检测的 犇犇犃 实例 图 部分测量参数的网格汇总分布图 犌犅 犜 书书书 G21 G22 G23 G24 G25 G26 G27 G28 G29 G2A G2B G2C G2D G28 G29 G2A G2B G21 G22 G23 G24 G25 G26 G25 G27 G28 G29 G2A G2B G2C ， G2D G2E G2F ， ， （ ） G30 G31 G32 G33 G34 G35 G36 ， G37 G35 G38 G39 G3A G3B ， G3C G3D G3E G3F ， ， ， G40 G23 G24 G25 G26 G25 G27 G28 G29 G2A G2B G2C ， G2D G2E G2F