中華人民共和國國家計量技術規范JJF1688—2018實時焦點測量儀校準規范CalibrationSpecificationforReal-timeFocusMeters2018-02-27發布2018-05-27實施國家質量監督檢驗檢疫總局發布JJF1688—2018實時焦點測量儀校準規范JJF1688—2018CalibrationSpecificationforReal-timeFocusMeters歸口單位:全國電離輻射計量技術委員會主要起草單位:中國測試技術研究院遵義市產品質量檢驗檢測院參加起草單位:福建省計量科學研究院自貢市計量測試研究所樂山市計量測試研究所成都市第二人民醫院本規范委托全國電離輻射計量技術委員會負責解釋JJF1688—2018本規范主要起草人:張從華(中國測試技術研究院)李明豫(遵義市產品質量檢驗檢測院)劉操(中國測試技術研究院)參加起草人:董旭(福建省計量科學研究院)鐘紅(自貢市計量測試研究所)陳昱橋(樂山市計量測試研究所)邱劍萌(成都市第二人民醫院)JJF1688—2018目錄引言………………………(Ⅱ)范圍……………………(1)引用文件………………(1)術語和計量單位………………………(1)123術語…………………(1)計量單位……………(1)3.13.2概述……………………(1)計量特性………………(2)45焦點范圍……………(2)輻射質范圍…………(2)分辨力………………(2)示值誤差……………(2)重復性………………(2)5.15.25.35.45.5校準條件………………(2)6環境條件……………(2)測量標準及其他設備………………(2)6.16.2校準項目與校準方法…………………(2)7校準準備……………(2)分辨力………………(4)示值誤差……………(4)重復性………………(5)7.17.27.37.4校準結果表達…………(5)復校時間間隔…………(5)89附錄A校準原始記錄(推薦)格式樣式……………(6)附錄B校準證書內頁(推薦)格式樣式……………(7)附錄C示值誤差測量結果的不確定度評定示例……(8)ⅠJJF1688—2018引言本規范依據JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》、JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》編制。針對X射線機實時焦點測量儀的實際情況,本校準規范的制定參考了JJG744—2004《醫用診斷X射線輻射源》檢定規程和IEC60336:2005《醫療電氣設備醫療診斷X射線管組件焦點特性》中的狹縫式測量焦點的基本方法。本規范為首次發布。ⅡJJF1688—2018實時焦點測量儀校準規范范圍12本規范適用于實時焦點測量儀的校準。引用文件本規范引用了下列文件:JJG744—2004醫用診斷X射線輻射源醫療電氣設備IEC60336:2005醫療診斷X射線管組件焦點特性(Medicalelectricalequipment—X-raytubeassembliesformedicaldiagnosis—Characteristicsoffo-calspots)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本規范。術語和計量單位3術語3.1實際焦點3.1.1actualfocalspot接收加速電子束的靶表面區域。有效焦點3.1.2effectivefocalspot實際焦點在基準平面的垂直投影。線擴展函數3.1.3linespreadfunction在成像系統中,指定圖像平面上沿某一條直線方向上的線源輻射強度的歸一化分布。焦點長度3.1.4focalspotlength在基準平面上,沿X射線管長軸方向的線性擴展函數峰值15%之間的距離。焦點寬度3.1.5focalspotwidth在基準平面上,沿垂直X射線管長軸方向的線性擴展函數峰值15%之間的距離。焦點參考值3.1.6referencevalueofeffectivefocalspot有效焦點的幾何尺寸,通常稱為焦點的長度或者寬度。計量單位3.2X射線機焦點尺寸的單位名稱:毫米;符號:mm。概述4實時焦點測量儀(以下簡稱焦點儀)是一種采用敏感元件直接感應射線強度分布,從而測量X射線機焦點大小的儀器。焦點儀根據電離激發產生躍遷發光的原理,探測1JJF1688—2018光電子信號,并對信號進行采集,獲取線性擴展函數,解析計算有效焦點的幾何尺寸。焦點儀主要由狹縫光闌、信號探測單元、信號處理單元、支架等組成。計量特性5焦點范圍5.15.25.35.45.5焦點測量范圍:(0.1~6.0)mm。輻射質范圍工作輻射質范圍:符合RQR、RQR-M。分辨力焦點儀的分辨力不低于0.01mm。示值誤差焦點儀的示值誤差:優于±0.15mm。重復性在X射線機曝光情況下焦點儀的重復性不大于2%。注:以上指標不適用于合格性判別,僅供參考。校準條件6環境條件6.1環境溫度:(15~25)℃。6.1.16.1.26.1.3相對濕度:(30~85)%。無明顯影響校準結果的振動、電磁干擾。測量標準及其他設備6.26.2.1X射線機:管電壓范圍();管電流范圍不小于40~150kV0.1~6.0)mm。300mA;標稱焦點不少于2個,范圍(感光膠片:附帶膠片暗盒,不附加增感屏。6.2.26.2.36.2.46.2.56.2.66.2.7透射式掃描儀:分辨力不低于0.02mm。黑白密度計:測量范圍(0~3.00)D,分辨力不低于0.01D。游標卡尺:測量范圍(0~20)cm,分辨力不低于0.01mm。鋼卷尺:測量范圍不小于1m,分辨力不低于1mm。膠片密度分析軟件。校準項目與校準方法7校準準備7.17.1.1調節X射線機的球管組件限束器窗口垂直向下,使射束基準軸線通過焦點儀的狹縫光闌入射面的中心,與狹縫光闌對稱軸線(光闌平面的法線)所成的角度偏差小于1°,如圖1所示。2JJF1688—2018圖1狹縫相機的準直7.1.27.1.3狹縫光闌的入射面與焦點的距離不小于100mm。拍攝焦點狹縫成像時,狹縫光闌的長度方向必須與焦點的長度或者寬度方向保持垂直,偏差在±1°范圍內。測量焦點的寬度時,狹縫光闌的長度方向必須與X射線管組件的縱軸平行或與7.1.4規定的縱軸平行。測量焦點的長度時,狹縫光闌的長度方向必須與X射線管組件的縱軸垂直。7.1.57.1.6攝像平面(膠片、或者焦點儀探測平面)必須與基準方向(X射線機射線出束方向)垂直,偏差在±1°范圍內。基準平面及各參數如圖2所示,各參數按式()1~式()計算。3mn=E()1n()2m+k≥0.95En()3m-p≤0.105E式中:E———放大倍率;k———基準面至遠離狹縫光闌的實際焦點的邊緣距離,mm;p———基準面至接近狹縫光闌的實際焦點的邊緣距離,mm;m———基準面至狹縫光闌入射面的距離,mm;n———膠片或者焦點儀探測平面至狹縫光闌入射面的距離,mm。3JJF1688—2018圖2基準平面及各參數示意圖在膠片攝像時,狹縫光闌入射面根據放大倍率按表1確定。表1焦點狹縫射線攝像的放大倍率焦點標稱值f/mmf≤0.4放大倍率EE≥30.4<f<1.11.1≤fE>2E≥17.1.7管電壓、管電流的條件按照表2選擇。表2焦點狹縫射線攝像的管電壓和管電流管電壓標稱電壓管電流X射線管標稱電壓U/kVU<75對應于焦點陽極輸入75≤U≤150150<U≤20075kV功率的50%管電流50%標稱電壓管電流曝光時間乘積()選擇為(10~150)mAs,使膠片的黑白密度達mAs7.1.8到(1.0~1.4)D。分辨力7.2測量焦點的長度,狹縫光闌的方向與X射線管組件的縱軸方向垂直。根據焦點大小調整好放大倍率。按照焦點儀輻射響應要求曝光,記錄焦點儀的分辨力。示值誤差7.3選擇2~3個校準點,按照7.1.6~7.1.8的測量條件,分別記錄焦點到狹縫光闌的距離m、狹縫光闌到膠片平面的距離n1、狹縫光闌到焦點儀探測單元的距離n2,在不加增感屏的條件下對膠片曝光多次,達到洗片后黑白密度(1.0~1.4)D。用掃描儀掃4JJF1688—2018描膠片生成圖片,采用膠片分析軟件按照幾何關系、膠片密度計算出焦點參考值f0。每個校準點,對焦點儀曝光8次,剔除最大、最小示值,計算平均值f。按式()、4式()5計算焦點儀對每個校準點的示值誤差Δf。()4Δf=f-f0=m/n()5f01fim式中:Δf———示值誤差,;mm———焦點儀示值平均值,mm;———焦點參考值,mm;0fffim———膠片圖像中焦點的像尺寸,mm。重復性7.4選擇合適的管電流曝光時間乘積,管電壓75kV,對焦點儀曝光10次,按式()6計算相對實驗標準偏差V。10V=11∑()f-f×100%2()6i9fi=1式中:fi———焦點儀單次測量的示值,mm;———焦點儀示值平均值,mm。f校準結果表達8按本規范進行校準,出具校準證書。校準證書應包括JJF1071—2010中所要求的內容,證書內頁推薦格式見附錄B。復校時間間隔9建議復校時間間隔不超過12個月。注:由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸多因素所決定的,因此送校單位根據實際使用情況自行決定復校時間間隔。5JJF1688—2018附錄A校準原始記錄(推薦)格式樣式校準證書編號:原始記錄號:委托單位環境溫度校準地點備注聯系人相對濕度聯系電話校準日期℃%X射線機黑白密度計游標卡尺鋼卷尺—證書號證書號證書號—測量標準及其他設備感光膠片掃描儀—膠片密度分析軟件儀器名稱—生產廠家被校儀器型號規格儀器編號校準依據校準項目1.分辨力:mm2.示值誤差:mmfUmn1n2fimf0Δff(k=2)123456783.重復性f/mmV12345678910%校準員:核驗員:6JJF1688—2018附錄B校準證書內頁(推薦)格式樣式校準證書第3頁證書編號××××—××××校準結果一、分辨力分辨力:mm。二、示值誤差參考值示值示值誤差擴展不確定度mmmmmmmm(k=2)三、重復性重復性:%。以下空白。第×頁共×頁7JJF1688—2018附錄C示值誤差測量結果的不確定度評定示例測量方法C.1以膠片測量焦點值作為參考值,焦點儀的測量示值的平均值作為測量值,計算示值誤差。測量模型C.2示值誤差采用絕對值,按式(C.1)計算。(C.1)Δf=f-f0式中:Δf———示值誤差,;mm———焦點儀示值平均值,mm;———焦點參考值,mm。0ff測量不確定度分析C.3根據測量模型,示值誤差的主要不確定度來源包括以下四部分:()1焦點儀測量重復性引入的不確定度;()2焦點儀示值的分辨力引入的不確定度;()3校準點的參考值引入的不確定度;()4焦點儀幾何位置引入的不確定度。測量數據C.4以一臺焦點儀校準為例。在環境溫度21℃和相對濕度61%的條件下,選取標稱焦點1.02.0/的長度方向,參考值分別為:1.95mm、3.30mm尺寸的2個校準點進行校準,測量數據見表C.1。表C.1測量數據mmfmn1n2fimf0Δff1234563006003003.901.951.9701.9841.9971.9362.0252.0781.9980.053003003003.303.303.2123.2143.2363.2533.3033.3213.256-0.04標準不確定度分量的評定()1計算靈敏系數C.5靈敏系數如下:c1()f=1()(C.2)(C.3)cf=-120()焦點儀測量重復性引入的標準不確定度分量u()2f1采用A類方法評定。根據每個校準點6次的測量值,采用貝塞爾公式按式(C.4)計算平均值的實驗標準偏差:8JJF1688—2018116u1()f=∑()2(C.4)f-fi5i=16()3焦點儀示值的分辨力引入的標準不確定度分量u(f)2焦點儀示值的分辨力引入的標準不確定度分量按式(C.5)計算:u2()f=a223(C.5)其中,a2為焦點儀示值的分辨力,且假設為均勻分布。按照表C.1的測量數據,a2的值為0.001mm。()校準點的參考值引入的標準不確定度分量u()4f03采用B類方法評定。由膠片分析計算焦點,計算采用公式f=m/n1fim,其中fim為焦點在膠片上的像。以測量2mm焦點為例,選擇m=n1=300mm,m、n1的測量誤差最大為1mm。由m、n1引入的焦點計算的標準不確定度最大估計1300mm=/0.003mm。在擺位測量過程中,水平面上擺位偏差最大1°時,由角度引入的標準不確定度最大值為0.002mm。實驗中焦點采用膠片法進行標定,膠片掃描分辨率為1200DPI,fim位置分辨為0.021mm,標準不確定度為0.021/(23)=0.006mm。參考值引入的標準不確定度為:uf=0.0032+0.0022+0.0062=0.007mm()30()焦點儀幾何位置