Badania nieniszczące Badania radiologiczne Część 2: Sprawdzanie długotrwałej stabilności urządzeń obrazujących

Transkrypt

1 [logo PKN] Polski Komitet Normalizacyjny POLSKA NORMA ICS PN-EN sierpień 2002 Wprowadza IDT Zastępuje Badania nieniszczące Badania radiologiczne Część 2: Sprawdzanie długotrwałej stabilności urządzeń obrazujących Na wniosek Normalizacyjnej Komisji Problemowej nr 7 ds. BADAŃ NIENISZCZĄCYCH Polski Komitet Normalizacyjny uchwałą nr 21/2002-o z dnia uznał normę europejską: EN :1999 Non-destructive testing Radioscopic testing Part 2: Check of long term stability of imaging devices wraz z za Polską Normę Copyright by PKN, Warszawa 2002 nr ref. PN-EN :2002 (U) Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone. Żadna część niniejszej normy nie może być zwielokrotniana jakąkolwiek techniką bez pisemnej zgody Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego ISBN

2

3 EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM [NORMA EUROPEJSKA] ICS EN Grudzień 1999 Wersja angielska Non-destructive testing Radioscopic testing Part 2: Check of long term stability of imaging devices Essais non destructifs Contrôle par radioscopie Partie 2: Contrôle de la stabilité à long terme des systèmes d'imagerie Zerstörungsfreie Prüfung Radioskopische Prüfung Teil 2: Prüfung der Langzeitstabilität von bildgebenden Systemen Niniejsza Norma Europejska została zatwierdzona przez CEN w dniu 29 października 1999 roku. Członkowie CEN zobowiązani są do przestrzegania Regulaminu Wewnętrznego CEN/CENELEC, który przewiduje nadanie niniejszej Normie Europejskiej statusu normy krajowej bez żadnych zmian. Aktualne listy i adresy bibliograficzne dotyczące takich norm krajowych można otrzymać na podstawie wniosku złożonego do Sekretariatu Centralnego lub któregokolwiek członka CEN. Niniejsza Norma Europejska istnieje w trzech oficjalnych wersjach (angielskiej, francuskiej, niemieckiej). Wersja w jakimkolwiek innym języku sporządzona poprzez przetłumaczenie w ramach obowiązków członka CEN na jego własny język i zgłoszona do Sekretariatu Centralnego ma taki sam status jak wersje oficjalne. Członkami CEN są instytucje normalizacyjne Austrii, Belgii, Republiki Czeskiej, Danii, Finlandii, Francji, Niemiec, Grecji, Islandii, Irlandii, Włoch, Luksemburga, Holandii, Norwegii, Portugalii, Hiszpanii, Szwecji, Szwajcarii i Wielkiej Brytanii. [logo CEN] EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG [EUROPEJSKI KOMITET NORMALIZACYJNY] Sekretariat Centralny: rue de Stassart, 36 B-1050 Bruksela 1999 CEN Wszystkie prawa do wykorzystania w jakiejkolwiek postaci i przy pomocy jakichkolwiek środków są zastrzeżone na całym świecie dla Członków krajowych CEN. Nr ref. E

4 Strona 2 Spis treści Słowo wstępne... 3 Wprowadzenie Zakres Odwołania do norm Porównanie z wadami naturalnymi Kontrola jakości obrazu przy pomocy wskaźników jakości obrazu (IQl) Identyfikacja usterek sprzętu Dokumentacja... 8

5 Strona 3 Słowo wstępne Niniejsza Norma Europejska została przygotowana przez Komisję Techniczną CEN/TC 138 Badania nieniszczące, sekretariat której prowadzony jest przez AFNOR. Niniejszej Normie Europejskiej zostanie nadany status normy krajowej albo przez opublikowanie identycznego tekstu, albo przez zatwierdzenie, najpóźniej do czerwca 2000 roku, a sprzeczne z nią normy krajowe zostaną wycofane najpóźniej do czerwca 2000 roku. Zgodnie z Regulaminem wewnętrznym CEN/CENELEC, krajowe instytucje normalizacyjne następujących krajów są obowiązane wdrożyć niniejszą Normę Europejską: Austria, Belgia, Republika Czeska, Dania, Finlandia, Francja, Niemcy, Grecja, Islandia, Irlandia, Włochy, Luksemburg, Holandia, Norwegia, Portugalia, Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria i Wielka Brytania. EN obejmuję serię Norm Europejskich dotyczących systemów radiograficznych, na którą składają się: EN :1999, Badania nieniszczące Badania radiologiczne Część 1: Ilościowy pomiar własności obrazu., Badania nieniszczące Badania radiologiczne Część 2: Sprawdzanie długotrwałej stabilności urządzeń obrazujących. pren , Badania nieniszczące Badania radiologiczne -- Część 3: Ogólne zasady radiologicznych badań materiałów metalowych za pomocą promieniowania X i gamma.

6 Strona 4 Wprowadzenie Niniejsza część Normy Europejskiej podaje zarys kontroli jakości urządzeń obrazujących podczas ich eksploatacji. Stosuje się odwołania do części pierwszej, która dotyczy pomiarów ilościowych. Kolejna część 3 i następne dotyczyć będą zastosowań specjalnych, np. kontroli spawów, kontroli odlewów itp. Przed uruchomieniem nowego systemu radiograficznego powinna zostać określona przez producenta oraz użytkownika procedura kontroli jakości, która zapewnia stabilną i niezawodną sprawność systemu radiograficznego. Procedura ta powinna obejmować części niniejszej normy, określać obszar kluczowy (region of interest, ROI) na monitorze ekranowym, sposób umieszczania IQI podczas testów oraz inne parametry istotne dla dobrej odtwarzalności badań. Ponadto określić należy częstotliwość przeprowadzania testów oraz poziomy dopuszczalności pogorszenia się jakości systemu zgodnie z wymaganiami specyfikacji badań nieniszczących oraz sposobem wykorzystywania systemu. 1 Zakres Niniejsza część normy podaje wytyczne dotyczące sprawdzania sprzętu radiograficznego z prezentacją obrazu na monitorze ekranowym w miejscu jego stosowania, z uwzględnieniem przetwarzania obrazu. Zastosowane źródło może być źródłem promieniowania rentgenowskiego lub gamma. Niniejsza norma ustanawia zasady testowania systemy radiograficznego w celu zapewnienia stałego poziomu jakości kontroli. Testy te powinny być łatwe do wykonania dla operatorów systemu. Oparte są one na sygnale wejściowym z określonych wskaźników jakości obrazu (image quality indicators, IQI). Pomiar odpowiedzi systemu powinien być wykonany przy pomocy tego samego sprzętu, jaki używany jest w danej instalacji. Niniejsza norma ma zastosowanie zarówno do instalacji z komputerem przetwarzającym obraz, jak również do prostych monitorów ekranowych. 2 Odwołania do norm Niniejsza Norma Europejska zawiera w sobie, w drodze odwołania się do źródła z podaną datą lub bez daty, postanowienia innych publikacji. Te odwołania do norm są cytowane w odpowiednich miejscach tekstu, a publikacje te wymienione są poniżej. W przypadku odwołań opatrzonych datą, kolejne zmiany lub uaktualnienia tych publikacji mają zastosowanie do niniejszej Normy Europejskiej tylko wtedy, gdy zostaną do niej włączone w drodze uzupełnienia lub zmiany. W przypadku odwołań bez podanej daty zastosowanie ma najnowsze wydanie publikacji, na którą się powołano. EN :1999, Badania nieniszczące Badania radiologiczne Część 1: Ilościowy pomiar własności obrazu. EN 462-1, Badania nieniszczące Jakość obrazu radiogramów Część 1: Wskaźniki jakości obrazu (typu pręcikowego) Liczbowe wyznaczanie jakości obrazu. EN 462-2, Badania nieniszczące -- Jakość obrazu radiogramów -- Część 2: Wskaźniki jakości obrazu (typu schodkowo-otworkowego) -- Liczbowe wyznaczanie jakości obrazu EN 462-5, Badania nieniszczące Jakość obrazu radiogramów Część 5: Wskaźniki jakości obrazu (typu podwójny pręcik), wyznaczanie nieostrości obrazu 3 Porównanie z wadami naturalnymi Testy z wadami naturalnymi nie są wystarczające jako jedyny sposób kontroli jakości dla porównania aktualnej sprawności systemu z jego stanem w pierwszym dniu eksploatacji. Sprawność systemu radiograficznego powinna zostać przetestowana pod kątem jego zdolności obrazowania i rozpoznawania typowych i krytycznych wad określonej części. Oprócz standardowych IQl, do rutynowej kontroli jakości ogólnej sprawności systemu można użyć próbek z najmniejszymi lub najtrudniejszymi do wykrycia naturalnymi wadami. 4 Kontrola jakości obrazu przy pomocy wskaźników jakości obrazu (IQl) 4.1 Zagadnienia ogólne Jakość obrazu radiograficznego jest zasadniczo określona przez ostrość, kontrast i liniowość. Parametry te, które zostały opisane w EN :1999, zależą od konfiguracji źródła, układu obrazującego i próbki. Dla potrzeb kontroli jakości powinny one podlegać nadzorowi przez sprawdzenie ogólnej sprawności zestawu radiograficznego w sposób rutynowy podczas eksploatacji i w tej samej konfiguracji, jaka stosowana jest przy zwykłym wykorzystywaniu. Można to uzyskać przy pomocy wskaźników jakości obrazu.

7 Strona 5 W przypadku wszystkich próbek, IQI należy umieszczać na próbce od strony źródła, jeśli jest to możliwe. Jeśli istnieją dodatkowe części niniejszej normy dotyczące określonych badanych przedmiotów (np. pren ), powinny być one wzięte pod uwagę podczas kontroli jakości. 4.2 Procedura doświadczalna Konfiguracja ogólna Aby uzyskać odtwarzalne wyniki, które pozwolą kontrolować długookresową stabilność systemu, niezbędne jest określenie jego standardowej konfiguracji do wykonywania pomiarów. Przykład pokazany jest na Rysunku 1. Jego szczegóły winny być udokumentowane do późniejszego odtworzenia. Dokument ten powinien zawierać dane źródła promieniowania rentgenowskiego, takie jak typ lampy, ustawienia napięcia i prądu, filtrowanie promieni rentgenowskich oraz dodatkowe szczegóły, które mogą mieć wpływ na jakość obrazu. Gdy stosowane są kolimatory, powinny być opisane. Wskaźniki testowe powinny być umieszczane po stronie źródła kontrolowanej części. Wytwarzają one określony rozkład promieniowania jako sygnał wejściowy. Testy sprawności winny być wykonywane przy pomocy tego samego wyposażenia i nastaw parametrów, które są stosowane w warunkach eksploatacji. Podczas pomiarów, system radiograficzny powinien być obsługiwany zgodnie z podręcznikiem obsługi i instrukcjami producenta Monitor ekranowy Monitory ekranowe stosowane w radiografii powinny być używane z regulatorami kontrastu i jasności odpowiednio ustawionymi zgodnie z instrukcjami producenta. W przypadku systemów z buforem klatki, wczytać należy cyfrowy obraz kontrolny w celu wyregulowania monitora ekranowego. Obrazy testowe do tego celu można zapożyczyć ze standardowej techniki wideo. Ustawienia te nie powinny być zmieniane aż do następnego testu. 4.3 Procedury pomiarowe Sprawdzanie nieostrości Ostrość systemu może zostać pogorszona przede wszystkim przez soczewki, detektor sygnału i proces starzenia ekranów konwertera. W przypadku badań podczas pracy praktycznej zarejestrować można tylko całkowitą nieostrość systemu. Całkowitą nieostrość systemu należy sprawdzić przy pomocy wskaźnika jakości obrazu (IQI) typu podwójnego pręcika zgodnie z EN jako obiektem badanym. Należy go umieścić na przedmiocie po stronie źródła. Przedmiot powinien być płaski i stanowić typową próbkę do testów, jeśli chodzi o grubość i materiał. Nieostrość zależy od położenia. W polu widzenia należy określić obszar kluczowy (ROl), w którym jakość obrazu powinna spełniać kryteria ostrości odpowiednie do określonego zadania kontrolnego. Nieostrość powinna spełniać te warunki w całym ROl. Nieostrość należy sprawdzić umieszczając IQI poziomo i pionowo w kierunku linii odczytu detektora. W przypadku systemów z komputerem przetwarzającym obraz, należy dokonać oceny profilu po przejściu przez lqi. Profile te podobne są do Rysunku 2. Numer drutu użytego w metodzie podwójnego pręcika, dla którego głębokość modulacji jest najbliższa 20%, a samą wartość liczbową głębokości modulacji należy ocenić i udokumentować w porównaniu z późniejszymi pomiarami. Także numer pierwszej nierozdzielonej pary pręcików zgodnie z EN należy wpisać do dokumentacji. Całkowita wymagana nieostrość zależy od energii promieniowania, jaka ma być zastosowana przy danym wyposażeniu. Parametry konfiguracji należy udokumentować dla późniejszego odtworzenia Sprawdzenie czułości kontrastowej Do pomiaru czułości kontrastowej i zakresu grubości ścian użyć można klina schodkowego zgodnego z EN :1999, wykonanego z tego samego materiału co badana próbka. Ponadto, aby pozostać w zgodzie z wymaganiami standardowej radiografii, odpowiednie IQI należy właściwie umieścić zgodnie z EN lub EN Jeśli system ma wbudowaną funkcję redukcji szumów przez rekursywne filtrowanie lub całkowanie obrazu, można użyć tych funkcji. Typ algorytmu oraz stosowane parametry należy udokumentować dla właściwego odtworzenia. Wykrywalność odpowiednich radiograficznych IQI może być użyta jako wystarczające kryterium jakości obrazu w odniesieniu do stosunku sygnału do szumu. Parametr ten powinien zostać zmierzony przy pomocy komputera przetwarzającego sygnał, jeśli jest on wbudowany do systemy kontroli.

8 Strona 6 Legenda 1 źródło promieniowania 2 filtr promieniowania 3 wskaźnik jakości obrazu 4 urządzenie konwertujące 5 sygnał wyjściowy 6 przetwarzanie obrazu 7 monitor ekranowy 8 kolimator 9 przedmiot a odległość od źródła do pierwszego kolimatora b odległość od źródła do drugiego kolimatora c odległość od źródła do urządzenia konwertującego d grubość filtru e 1,2 grubość kolimatora, odpowiednio pierwszego i drugiego f odległość źródło-obiekt Rysunek 1 Typowa konfiguracja

9 Strona 7 a Sygnał wyjściowy mm Głębokość modulacji (%)= [(H - M)/H] 100. Rysunek 2 Profil natężenia po przejściu przez podwójny pręcik

10 Strona Sprawdzenie jednorodności W czasie trwania okresu eksploatacji układu obrazowania, może nastąpić pogorszenie jednorodności w związku z maskowaniem lub wypaleniem się ekranów luminescencyjnych lub też pogorszeniem się stanu układu optycznego lub kamery. Lokalne niejednorodności mogą wystąpić poza obszarami, jakie mają podlegać ocenie i mogą nie mieć znaczenia. Jednakże zakłócenia jednorodności wewnątrz obszarów kluczowych mogą poważnie pogorszyć obraz i tym samym ocenę obrazu. Kontrola jednorodności jest przeprowadzana poprzez umieszczenie IQl używanych do badania czułości kontrastowej i rozdzielczości przestrzennej w różnych obszarach kluczowych. Miejsca i rodzaj IQI należy udokumentować. Zależność jednorodności w obszarze obrazu od czasu można mierzyć przy pomocy układu przetwarzania obrazu poprzez porównanie aktualnego obrazu z obrazem zapisanym w chwili instalacji. Można tego dokonać przez odjęcie obrazów lub porównanie profilu natężenia. W okresie eksploatacji układu obrazowania mogą pojawić się dodatkowe ciemne lub jasne plamy, które zostaną zarejestrowane na monitorze ekranowym lub zmierzone i zapisane jako adresy x, y pikseli przez system przetwarzania obrazu. W tych przypadkach, gdy wykonywane są pomiary wymiarów, liniowość systemu obrazowania musi być zweryfikowania poprzez odpowiednią kalibrację Systemy do kontroli części poruszających się Urządzenia radiograficzne mogą być używane do kontroli części poruszających się. Ruch stanowi dodatkowy przyczynek do nieostrości, który zależy od prędkości. Dla lepszej odtwarzalności i wyeliminowania wpływu ruchu, własności systemu powinny zostać przebadane na nieruchomych częściach. Czujniki obrazu mogą posiadać na swojej tarczy obszary promieniowania szczątkowego. Podczas kontroli części poruszających się, pozostałości te stają się widoczne i mają wpływ na jakość obrazu. Efekt ten należy wziąć pod uwagę. 5 Identyfikacja usterek sprzętu Jeśli sprawdzenie długookresowej stabilności ujawnia, że rozdzielczość przestrzenna i/lub kontrastowa przestaje spełniać określone początkowo wymagania, elementy składowe systemu muszą zostać przeanalizowane. Po pierwsze należy zapewnić, że ustawienie geometryczne jest prawidłowe i zgodne z dokumentacją wcześniejszych badań. Jeśli w systemie znajdują się soczewki, zaleca się najpierw przebadać je pod kątem dobrego ogniskowania. Elementy elektroniczne powinny zostać przebadane zgodnie z instrukcją producenta. Elementy, które są uszkodzone, należy wymienić. 6 Dokumentacja Dokumentacja pomiarów powinna obejmować wszystkie parametry eksploatacyjne oraz kompletną listę urządzeń użytych do przeprowadzenia badań. W przeciwnym razie należy ocenić wzrokowo wygląd obrazu na monitorze ekranowym.