X射線計時器校準規(guī)范

1本規(guī)范適用于有電信號接口的X射線計時器的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：醫(yī)用電氣設備第2部分：診斷X射線發(fā)生裝置的高壓發(fā)生器安全專用要求醫(yī)用診斷X射線機通用技術條件凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術語和計量單位3.1照射時間irradiationtime也稱輻照時間。X射線機的照射持續(xù)時間，通常是輻射量率超過某一規(guī)定水平的時間，計量單位毫秒，單位符號ms。3.2加載時間loadingtime將陽級輸入功率加于X射線管的時間。通常指X射線管電壓初次上升到峰值的75%時起至最后下降到相同值時止的時間間隔，計量單位毫秒，單位符號ms。1對于在一個電子管中或X射線管中通過使用柵極的高電壓的電子開關控制的加載系統(tǒng)中，2對于一個在高壓電路繞組中或者在X射線管燈絲的加熱電路中通過模擬開關控制的加載系統(tǒng)中，加載時間可以按照X射線管電流初次上升到峰值的25%時起到X射線管電流最后下3.3靈敏度sensitivityX射線計時器能正常工作且測量誤差滿足要求的最小測量信號值。1電信號直流靈敏度指毫秒模式測量時輸2電信號交流靈敏度指脈沖計數(shù)模式測量時輸入X射線計時器單3X射線信號靈敏度指使X射線計時器能正常工作的最小X射線功率，計量單位為千伏、毫2X射線計時器(以下簡稱計時器)是用來測量X射線機照射時間的計量儀器，表現(xiàn)為單一功能的照射時間計時器或多功能產(chǎn)品中的照射時間測量功能，也稱為X射線脈沖計數(shù)器/計時器(X-raypulsecounter/timer)、X射線脈沖計數(shù)器/曝光時間表(X-和脈沖計數(shù)器使用。計時器原理如圖1所示，一般由X射線探測器、信號調(diào)理電路、功能選擇、計數(shù)器、顯示器、控制部分等組成。計時器測量直流、電容放電、三相交流、高頻X射線機照射時間時，用毫秒值記錄照射時間；測量半波整流、全波整流單圖1計時器原理5.1時間間隔測量范圍：(1～6000)ms;最大允許誤差：±2%×T或1ms,取較大值；最大允許誤差：±1脈沖。1以上指標不是用于合格性判別，僅供參考。2計量特性以產(chǎn)品技術指標為準。3電壓：220(1±5%)V;頻率：50(1±1%)Hz。6.1.4無影響正常工作的機械振動和電磁干擾。6.2測量標準及其他設備6.2.1時間間隔發(fā)生器b)最大允許誤差：優(yōu)于±0.01ms;不大于1ms或能給出需要的時間間隔測量點。6.2.2數(shù)字存儲示波器(以下簡稱示波器)a)帶寬：≥20MHz;b)時間間隔測量最大允許誤差>500ms:±(0.01%×t+0.1)ms,式中t為時間間隔測量值。c)記錄長度：≥100k采樣點。d)有高分辨力采集模式或垂直分辨力≥11位。6.2.3穩(wěn)定直流電源(以下簡稱直流電源)a)輸出電壓：60V～130V;b)紋波：≤2%。a)輸出頻率準確度：優(yōu)于1×10-*;c)失真度：≤0.5%;d)具備正弦波半波整流和全波整流信號；e)具有猝發(fā)信號輸出功能。6.2.5工頻電壓放大器(以下簡稱放大器)a)輸出幅度：(60～130)V(rms);b)輸出正弦波信號失真度：≤2%;d)具有正弦波半波整流和全流整流信號放大功能。6.2.6閉合/分斷開關(以下簡稱開關)a)能以時間間隔發(fā)生器輸出電平脈沖為控制信號閉合電路，未加控制信號時開關b)動作時間(包括閉合和分斷):優(yōu)于±0.1ms;c)閉合/分斷能力：≥300V(rms);e)接通電阻：<0.2Ω;4f)斷開電阻：>100MΩ。6.2.7X射線機a)加載時間設置范圍：5ms～1000ms;b)加載時間重復性優(yōu)于2ms;c)kV值設置范圍40kV～150kV;d)mA值設置范圍30mA～200mA。6.2.8X射線傳感器(以下簡稱傳感器)響應時間優(yōu)于±0.01ms。6.2.9X射線機加載時間加載信號取樣電路(以下簡稱加載信號取樣電路)a)取出加載信號經(jīng)調(diào)理后示波器能可靠識別；b)信號調(diào)理電路應為純阻性元件組成。7校準項目和校準方法計時器外觀不應有影響正常工作的機械損傷，輸入、輸出插座牢固，按鍵、功能開關靈活可靠，顯示清晰完整，各部分間通信正常，標記準確并符合相關要求。7.2電信號測量校準7.2.1時間間隔測量++儀器連接如圖2所示，設置直流電源輸出電壓60V,計時器置毫秒模式(MillisecMode),時間間隔發(fā)生器設置時間間隔T。,啟動時間間隔發(fā)生器控制開關閉合，開關分斷后記錄計時器計時值T,,如計時器計時不正常，增加直流電源輸出電壓直至能可靠計時，時間間隔測量點選擇5ms,10ms,50ms,100ms,500ms,1000ms,5000ms,6000ms,每點測量3次，取平均值為該點測量值，可按公式(1)計算測T,——平均值，ms。7.2.2脈沖計數(shù)57.2.2.1函數(shù)信號發(fā)生器輸出頻率設置為50Hz,波形選擇正弦波，輸出方式連續(xù)，信號幅度A大于4V(p-p),直流偏置為0V,調(diào)節(jié)放大器使輸出信號幅度為有效值60V,函數(shù)信號發(fā)生器輸出方式改為猝發(fā)輸出，觸發(fā)方式選擇手動觸發(fā)，波形設置為正弦波半波整流波形，輸出幅度高電平與A高電平相同，低電平為0V,儀器連接如圖3所示，計時器置脈沖計數(shù)模式(PulseMode)。7.2.2.2函數(shù)信號發(fā)生器依次設置輸出脈沖數(shù)N。為5,10,50,100,500,999個脈沖，手動觸發(fā)函數(shù)信號發(fā)生器輸出信號，信號輸出結束后記錄計時器測量值N;,如計時器計數(shù)不正常，緩慢增加函數(shù)信號發(fā)生器輸出幅度直至計時器能可靠計數(shù)，每點測量3次，取平均值為該點測量值，可按公式(2)計算測量誤差。7.2.2.3改變輸出信號為正弦波全波整流波形，重復7.2.2.2。7.2.2.4輸出信號頻率改變?yōu)?0Hz,重復7.2.2.2和7.2.2.3。7.2.3靈敏度測量7.2.1中計時器能可靠計時的最小直流電壓值即為直流信號計時靈敏度。7.2.2.4測量結束后斷開計時器，函數(shù)信號發(fā)生器輸出方式改為連續(xù)，波形為正弦波，幅度峰值與7.2.2.2中可靠計數(shù)的最小幅度峰值相同，直流偏置為0,放大器輸出7.3X射線信號測量校準7.3.1時間間隔測量7.3.1.1計時器置毫秒模式(Millisec7.3.1.2儀器連接如圖4所示，示波器設置為：高分辨力采集模式，記錄長度≥100k采樣點，帶寬限制20MHz,耦合方式直流，輸入阻抗1MΩ,掃描時間系數(shù)、垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)適當；X射線機設置加載時間100ms,電壓kV、電流mA值低于70kV、50mA,計時器的X射線探測器和傳感器置于X射線機照射野射線束垂直方向目標區(qū)50cm處，啟動X射線機，如計時器計時測量不正常，增大電壓kV或電流mA值，使計時器能可靠計時，示波器能觀察到清晰的代表X射線信號波形，示波器輸入信號可選擇傳感器輸出信號或加載信號取樣電路取樣信號。改變X射線機加載時間，示波器記錄信號波形，照射結束后，使用示波器光標測量出信號波形的時間間隔To為時間間隔標準值。示波器測量時間間隔起止點的確定原則依據(jù)3.2確定；67.3.1.3記錄計時器測量值T,,每點測量3次，時間間隔測量點優(yōu)選值為5ms,10ms,50ms,100ms,300ms,500ms,可按公式(3)計算測量誤差，取誤差平均值為測量誤差。7.3.2脈沖計數(shù)測量7.3.2.1計時器置脈沖計數(shù)模式(PulseMode)7.3.2.2使用半波整流或全波整流X射線機，重復7.3.1.2,記錄計時器測量值N,,分析示波器記錄波形，示波器記錄脈沖數(shù)記N為標準值，每點測量三次，取平均值為測量值，X射線機加載時間優(yōu)選值為20ms,40ms,100ms,500ms,1000ms,若X射線機為直流型，N,應為1,可只在最短加載時間點測量?？砂垂?4)計算測量誤差?！鱊——誤差平均值，脈沖；7.3.3靈敏度測量7.3.1.2中計時器能可靠計時的最小電壓kV值和電流mA值即為計時器X射線計時、計數(shù)測量靈敏度。8校準結果表達校準后的計時器出具校準證書，校準證書應至少包含以下信息：b)實驗室名稱和地址；c)進行校準的地點；d)證書的惟一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標識；g)校準日期；h)校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識，包括名稱及代號i)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；j)校準環(huán)境的描述；k)校準結果及其測量不確定度的說明；1)對校準規(guī)范的偏離的說明；m)校準證書簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識；7n)校準結果僅對被校準對象有效的聲明；o)未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。一般建議復校時間間隔為一年。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(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定8附錄A校準證書內(nèi)頁格式標準值/ms測量值/ms平均值/ms測量結果不確定度5標準值/脈沖測量值(50Hz、半波整流)/脈沖不確定度5標準值/脈沖測量值(50Hz、全波整流)/脈沖不確定度59不確定度5不確定度52X射線信號測量標準值/ms測量值/ms不確定度附錄B測量結果不確定度評定度大于60V小于130V的電脈沖信號。b)測量重復性的不確定度分量校準一臺計時器典型測量值100ms時間間隔，重復測量10次，測量值為：重復性貢獻的不確定度分量為：uz=0.516ms/√3=0.298ms由于uzz中包含有分辨力貢獻的不確定度分量，uz:、uz?兩項是重復項，取較大一項，測量量值不確定分量為u?=0.577ms,B.1.4不確定分量一覽表i果分布1u均勻2均勻3被校準測量分辨力均勻4正態(tài)B.1.5合成標準不確定度兩個分量互不相關，合成標準不確定度為：ue=√αi+uìa+u=√0.005772+0.05772+0.577=B.1.6擴展不確定度合成標準不確定度主要由計時器分辨力貢獻的不確定度分量構成，其分布為均勻分布，因此合成標準不確定度也為均勻分布，取包含概率為95%,包含因子k=1.65,擴U?=ku.=1.65×0.580ms=0.96ms≈1msB.2脈沖計數(shù)測量不確定度評定B.2.1測量方法函數(shù)信號發(fā)生器輸出正弦波半波整流或全波整流可設置脈沖數(shù)的猝發(fā)信號，經(jīng)放大器放大后為65V～130V的脈沖串信號，計時器脈沖測量功能測量信號脈沖數(shù)。B.2.2測量模型計時器測量的脈沖數(shù)N可表示為：N=NN,—-第i次測量值。B.2.3評定分量標準不確定度函數(shù)信號發(fā)生器輸出猝發(fā)信號的脈沖數(shù)沒有誤差，放大器對信號電壓放大后脈沖數(shù)500500500500501500500500500501(脈沖)u?=0.42/√3=0.24表B.2不確定度一覽表i分量u,1被校準測量分辨力均勻2合成不確定度分布為均勻分布，取p=95%,包含因子k=1.65,擴展不確定U?=ue×1.65=0.577×1.65=0.95≈1參考校準方法脈沖計數(shù)校準可以使用工頻電源或隔離變壓器輸出60V～130V正弦交流電壓使用二極管半波整流、全波整流后通過開關輸入計時器進行校準，儀器連接如圖C.1所示，標準脈沖數(shù)用N?=T?×f獲得(f為電源整流后頻率),標準脈沖