基于GB 15208-2018 系列標(biāo)準的通道式X 光機檢測淺析

■ 文/國家安全防范報警系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（北京） 蘆朋 井冰 謝峰 張濟國

關(guān)鍵字：微劑量X 射線安全檢查設(shè)備 X 光機 檢查淺析

1 引言

進入21 世紀以來，暴力恐怖事件頻發(fā)，嚴重破壞了社會的穩(wěn)定，給人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來威脅。通道式X 光機利用X 射線的穿透特性，可通過對包裹的透視成像，發(fā)現(xiàn)藏匿在包裹內(nèi)槍支、刀具、棍棒等金屬危險品，廣泛應(yīng)用于機場、海關(guān)、車站、博物館等公共場所，為預(yù)防犯罪和維護社會安全穩(wěn)定做出了重要貢獻。2018 年11 月底，GB 15208-2018 系列標(biāo)準正式發(fā)布，新的系列標(biāo)準共有5個，分別為通用技術(shù)要求、透射式行包安全檢查設(shè)備、透射式貨物安全檢查設(shè)備、人體安全檢查設(shè)備和背散射物品安全檢查設(shè)備。修訂后的系列標(biāo)準針對不同應(yīng)用背景和技術(shù)條件的微劑量X 射線安全檢查設(shè)備提出了更加詳細的技術(shù)要求和更加明確的試驗方法。本文聚焦GB 15208-2018系列標(biāo)準中通道式X 光機，從技術(shù)要求、試驗方法和合格判定等角度分析和對比新舊系列標(biāo)準的差異。

2 系列標(biāo)準框架結(jié)構(gòu)變化

2.1 “微劑量”安全檢查設(shè)備定義的變化

新老標(biāo)準的主要變化在于對微劑量X 射線安全檢查設(shè)備的定義上，GB 15208.1-2005 在3.21 中將“微劑量X 射線安全檢查設(shè)備”定義為“單次檢查劑量小于5uGy 的X射線安全檢查設(shè)備”；而GB 15208.1-2018 在3.11 中將“微劑量X 射線安全檢查設(shè)備”定義為“單次檢查劑量小于或等于10uGy 的X 射線安全檢查設(shè)備”。新的定義考慮到多光源和多通道的設(shè)備，適應(yīng)了更多形式的通道式X 射線安全檢查設(shè)備。

2.2 適用范圍的變化

GB 15208.1-2005 適用于“各種透射式微劑量X 射線安全檢查設(shè)備”；而GB 15208.1-2018 適用于“各種微劑量X 射線安全檢查設(shè)備”，但同時明確“不適用于計算機斷層成像（CT）、電子加速器類及X 射線產(chǎn)生裝置能量大于等于500keV 的X 射線安全檢查設(shè)備”。與05 版標(biāo)準相比，18 版標(biāo)準增加了利用背散射技術(shù)成像的安全檢查設(shè)備，同時根據(jù)實際應(yīng)用將透射式安全檢查設(shè)備分為行包、貨物和人體安全檢查設(shè)備。表1 為各個標(biāo)準適用范圍的對比。

表1 各標(biāo)準適用范圍對比

2.3 射線能量要求的變化

在05 版標(biāo)準中，對X 射線源管電壓和X 射線的能量沒有明確要求；而在18 版新標(biāo)準中，規(guī)定了X 射線產(chǎn)生裝置能量應(yīng)小于或等于500keV，即X 射線源管電壓小于或等于500kV。另一方面，GB/T 19211-2015《輻射型貨物和（或）車輛檢查系統(tǒng)》中的適用范圍明確“γ 射線或X 射線能量大于500keV”，這使得18 版新標(biāo)準與現(xiàn)行的其它國家標(biāo)準在適用范圍上實現(xiàn)統(tǒng)一。

2.4 行包安全檢查設(shè)備和貨物安全檢查設(shè)備定義上有重疊

GB 15208.2-2018 針對透射式行包安全檢查設(shè)備，技術(shù)要求、試驗方法和測試體基本保持了GB 15208.1-2005的框架，且明確要求任意一個檢查通道入口截面的高度和寬度均小于1.1 米；GB 15208.3-2018 針對透射式貨物安全檢查設(shè)備，技術(shù)要求、試驗方法和測試體則使用了GA 857-2009《貨物運輸微劑量X 射線安全檢查設(shè)備通用技術(shù)要求》的框架，且明確要求任意一個檢查通道入口截面的高、寬尺寸中最大單邊長度大于或等于0.91米、小于或等于2.41 米。根據(jù)新標(biāo)準中行包安檢設(shè)備和貨物安檢設(shè)備所定義的適用范圍，現(xiàn)有的通道尺寸為100cm×80cm 和100cm×100cm 的設(shè)備即可適用于GB 15208.2-2018，也可適用于GB 15208.3-2018。即同一設(shè)備，適用的標(biāo)準不同，則測試過程中的技術(shù)要求、試驗方法和測試體不同，試驗結(jié)果也不同。

2.5 測試體的變化

老標(biāo)準中的測試體在GB/T 15208.2-2006 中定義，包括測試體A 和測試體B。新的系列標(biāo)準中，除GB 15208.1-2018 外，另外4 個標(biāo)準都分別在附錄里定義了測試體的規(guī)格尺寸和材料。另一方面，GB 15208-2018系列標(biāo)準在前言中都明確“本部分的全部技術(shù)內(nèi)容為強制性”，表明新的系列標(biāo)準附錄里定義的測試體也為強制性。

3 通用技術(shù)要求的變化

3.1 對產(chǎn)品進行分類

GB 15208.1-2018 增加了對設(shè)備的分類。按技術(shù)特點可分為透射式設(shè)備、背散射式設(shè)備和透射、背散組合式設(shè)備。在技術(shù)要求上，組合式設(shè)備應(yīng)分別符合各自技術(shù)類型的所有技術(shù)要求；按材料分辨能力分為單能譜設(shè)備和多能譜設(shè)備，其中，單能譜設(shè)備僅根據(jù)透射后X 射線的分布強度進行成像，而多能譜設(shè)備根據(jù)物質(zhì)對X 射線能譜吸收特性的不同規(guī)律，對物質(zhì)的材料進行辨識和成像；按防護類型分為開放式設(shè)備和封閉式設(shè)備，其中，開放式設(shè)備沒有加裝輻射防護裝置，僅通過距離進行安全防護，而封閉式設(shè)備加裝有輻射防護裝置；按被檢測對象類型分為行包類設(shè)備、貨物類設(shè)備和人體類設(shè)備。

3.2 單次檢查劑量

表2為新老標(biāo)準單次檢查劑量要求和試驗方法的對比。

表2 單次檢查劑量要求和試驗方法的對比

3.3 周圍劑量當(dāng)量率

GB 15208.1-2005 中，該指標(biāo)定義為“泄露射線劑量率”，要求在距設(shè)備外表面5cm 任意處小于或等于5uGy/h；GB 15208.1-2018 中，該指標(biāo)的定義修改為“周圍劑量當(dāng)量率”，要求在距封閉式設(shè)備的任何可達表面0.1m 處小于或等于1uSv/h。

表3為新老標(biāo)準周圍劑量當(dāng)量率要求和試驗方法的對比。

表3 周圍劑量當(dāng)量率要求和試驗方法的對比

3.4 設(shè)備噪聲

設(shè)備噪聲在技術(shù)要求上沒有變化，均為“距設(shè)備外表面1m 的任意處，設(shè)備噪聲應(yīng)小于或等于65dB(A)”。但GB 15208.1-2005 中要求“輸送帶處于滿負荷運行”時測量，而GB 15208.1-2018 中要求“運動裝置在空載狀態(tài)運行”。

3.5 環(huán)境條件

表4 為新老標(biāo)準工作和試驗環(huán)境條件的對比。

表4 工作和試驗環(huán)境條件的對比

根據(jù)GB 15208.1-2018 中6.1 的要求，相關(guān)試驗均應(yīng)在正常大氣條件下進行，即環(huán)境溫度15℃～35℃，相對濕度15%～75%，大氣壓力86kPa ～106kPa。

3.6 電源電壓適應(yīng)性

電源電壓適應(yīng)性在技術(shù)要求上沒有變化，均為“電源電壓在標(biāo)稱電壓的-15%～+10%和標(biāo)稱頻率的±3Hz 范圍內(nèi)，設(shè)備應(yīng)能正常工作”。

試驗方法的變化。GB 15208.1-2005 中要求“在交流電壓為標(biāo)稱值的85%、標(biāo)稱值和標(biāo)稱值的110%三個點上各試驗15min，并進行測試體A 和測試體B 的相關(guān)試驗”。GB 15208.1-2018 中要求“在表4 規(guī)定的9 個試驗點上各試驗15min，判斷設(shè)備是否正常工作”。

3.7 設(shè)備安全

表5 為新老標(biāo)準設(shè)備安全要求和試驗方法的對比。

表5 設(shè)備安全要求和試驗方法的對比

3.8 電磁兼容

表6 為新老標(biāo)準電磁兼容要求和試驗方法的對比。

表6 電磁兼容要求和試驗方法的對比

3.9 電氣安全

GB 15208.1-2005 中的電氣安全包括保護接地、絕緣電阻、抗電強度和泄露電流。GB15208.1-2018 中引用了GB 4793.1-2007《測量、控制和試驗室用電氣設(shè)備的安全要求第1 部分：通用要求》中的防電擊、防機械危險、放置火焰蔓延、溫度限值和耐熱，增加了正常工作條件下和單一故障條件下可觸及部件的帶電試驗、爬電距離試驗、電氣間隙試驗、單一故障條件下的安全試驗和防護試驗、介電強度試驗、防機械危險檢驗、單一故障條件下的防止火焰蔓延試驗、溫度限值試驗等。

3.10 環(huán)境適應(yīng)性

表7 為新老標(biāo)準環(huán)境適應(yīng)性的對比。

表7 環(huán)境適應(yīng)性的對比

3.11 功能要求

與 GB 15208.1-2005 標(biāo)準相比，GB 15208.1-2018 增加了功能要求，包括人機交互功能、圖像顯示功能、圖像處理功能、圖像存儲功能和設(shè)備自診斷功能。以上大部分功能都已經(jīng)在通道式X 光機里應(yīng)用，值得注意的是：

第一，標(biāo)準要求“具有輸送裝置控制功能的單視角、雙視角透射式設(shè)備，被檢對象停在通道內(nèi)任意位置，再次啟動輸送裝置應(yīng)保證X 射線圖像完整”。該功能在進行試驗時，可允許輸送帶反向運動一小段，但包裹不能完全退出通道。

第二，標(biāo)準要求“可存儲不少于10000 幅被檢圖像”。該功能在進行試驗時，檢查原始圖像的平均大小，然后計算10000 幅被檢圖像所占用的存儲空間大小，與硬盤大小進行比較判斷。

第三，標(biāo)準要求“設(shè)備應(yīng)具備自診斷功能，并生成至少包括X 射線產(chǎn)生裝置、X 射線探測器、控制器等主要功能部件運行狀態(tài)的診斷報告”。該功能在進行試驗時，應(yīng)確定是否能有此功能，是否包括主要功能部件（多組X 射線產(chǎn)生裝置和X 射線探測器情況下應(yīng)體現(xiàn)每個功能部件的狀態(tài)）、是否能夠以診斷報告形式體現(xiàn)。

3.12 儀器設(shè)備

表8 為新老標(biāo)準使用儀器設(shè)備的對比。

表8 使用儀器設(shè)備的對比

4 行包安檢設(shè)備的變化

4.1 適用范圍

適用于GB 15208.2-2018 的設(shè)備，任意一個檢查通道入口截面的高度和寬度均小于1.1m。超過這個范圍的，應(yīng)考慮是否適用于貨物安全檢查設(shè)備。

4.2 多視角和多通道設(shè)備

GB 15208.2-2018 在性能指標(biāo)概述里要求，對于多視角設(shè)備，每個視角應(yīng)單獨測試，且各視角每項測試結(jié)果中最差值作為設(shè)備的該項性能指標(biāo)；對于多通道設(shè)備，每個通道單獨測試，且各通道每項測試結(jié)果中最差值作為設(shè)備的該項性能指標(biāo)。此外，GB 15208.2-2018 還要求在測試性能指標(biāo)時，保持X 射線產(chǎn)生裝置的管電壓、管電流、總過濾等參數(shù)不變。

4.3 性能指標(biāo)

表9 為新老標(biāo)準為行包安檢設(shè)備性能指標(biāo)要求和判定的對比。

表9 行包安檢設(shè)備性能指標(biāo)要求和判定的對比

對于試驗方法，新老標(biāo)準都明確，測試體平面應(yīng)垂直于射線發(fā)射方向，且盡可能靠近射線源。如果測試體不靠近射線源，射線束存在衰減和分散情況，影響性能指標(biāo)；如果測試體平面不垂直于射線發(fā)射方向，則射線穿過物質(zhì)材料的距離會增加，影響測量的準確性。

（4）鉆井液性能控制的精準化。不同的地層要求鉆井液有不同的性能，為此制定分井段的鉆井液性能規(guī)范，如密度、黏度、失水、動塑比等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，明確分段藥品加量，提前進行鉆井液處理，以達到性能要求，充分滿足鉆井需求。

4.4 輸送裝置

表10 為新老標(biāo)準行包安檢設(shè)備輸送裝置要求和試驗方法的對比。

表10 行包安檢設(shè)備輸送裝置要求和試驗方法對比

在實際測試過程中，由于皮帶邊緣的切割存在一定誤差，故應(yīng)當(dāng)盡量選擇皮帶上的一個固定點和設(shè)備外殼的一個固定點作為參照物。測試實驗前后兩個固定點水平距離的變化即為皮帶的橫向位移。

4.5 周圍劑量當(dāng)量率

GB 15208.2-2018 針對行包安全檢查設(shè)備，在周圍劑量當(dāng)量率的試驗方法上，結(jié)合行包安全檢查設(shè)備特點，對GB 15208.1-2018 進行了補充，如表11 所示。

表11 周圍劑量當(dāng)量率試驗方法的變化對比

4.6 測試體

表12 為新老標(biāo)準行包安檢設(shè)備測試體的對比。

表12 行包安檢設(shè)備測試體的對比

5 貨物安檢設(shè)備的變化

5.1 適用范圍

適用于GB 15208.3-2018 的設(shè)備，任意一個檢查通道入口截面的高、寬尺寸中最大單邊長度大于或等于0.91m、小于或等于2.41m。超過這個范圍的，則不適用于GB 15208.3-2018。

5.2 多視角和多通道設(shè)備

GB 15208.3-2018在性能指標(biāo)概述里要求，對于多視角設(shè)備，每個視角應(yīng)單獨測試，且各視角每項測試結(jié)果中最差值作為設(shè)備的該項性能指標(biāo)；對于多通道設(shè)備，每個通道單獨測試，且各通道每項測試結(jié)果中最差值作為設(shè)備的該項性能指標(biāo)。在測試性能指標(biāo)時，保持X射線產(chǎn)生裝置的管電壓、管電流、總過濾等參數(shù)不變。

5.3 設(shè)備分類及性能指標(biāo)

表13 為設(shè)備分類及對應(yīng)性能指標(biāo)的對比。

表13 設(shè)備分類及對應(yīng)性能指標(biāo)的對比

5.4 試驗方法

GB 15208.1-2005 和 GB 15208.2-2018 中，測試體應(yīng)該垂直于射線平面，且盡可能靠近射線源。但在GB 15208.3-2018 中，線分辨力、空間分辨力、穿透分辨力、有機物分辨、混合物分辨和無機物分辨的測試明確將測試體放在位置2（即輸送帶中間位置）進行掃描。

在穿透力測試方法上，測試體應(yīng)分別放在檢查區(qū)域的位置1 ～6，如圖1 所示，記錄每個位置均能分辨的四分之三圓鉛塊所對應(yīng)鋼板的最大厚度。

圖1 規(guī)定的測試體放置位置

5.5 輸送裝置

GB 15208.3-2018 規(guī)定，在空載狀態(tài)下，輸送速度應(yīng)≥0.1m/s。輸送帶的跑偏要求和試驗方法同GB 15208.2-2018，具體參照本文4.4 節(jié)。

GB 15208.3-2018 增加了負載重量試驗，試驗中要求輸送機處于最大輸送速度下，并將用于試驗的負載總重量分成4 等份且均勻分布在輸送裝置上。

5.6 周圍劑量當(dāng)量率

GB 15208.3-2018 針對貨物安全檢查設(shè)備，周圍劑量當(dāng)量率的試驗方法與GB15208.2-2018 相同，只是所采用的散射體尺寸變?yōu)?00mm×400mm×75mm（長×寬×高），允許公差±5mm。

5.7 GB 15208.3-2018 與 GA 857-2009 的差異

表14 GB 15208.3-2018 和GA 857-2009 的主要差異對比

6 行包安檢設(shè)備與貨物安檢設(shè)備的比較

6.1 相似部分

輻射與環(huán)境安全指標(biāo)、設(shè)備噪聲、電源電壓適應(yīng)性、安全性能、機械結(jié)構(gòu)、電磁兼容性、防電擊、防機械危險、防止火焰蔓延、溫度限值和耐熱、環(huán)境適應(yīng)性和軟件功能的要求及試驗方法都一致。

在性能指標(biāo)部分，都有線分辨力、穿透分辨力、空間分辨力、穿透力、有機物分辨、無機物分辨和混合物分辨，但具體的指標(biāo)要求及試驗方法有較大的差異。

6.2 不同部分

表15 GB 15208.2-2018 和GB 15208.3-2018 的主要差異對比

7 結(jié)語

本文從標(biāo)準框架、技術(shù)要求、試驗方法和合格判定等多個角度對照比較了新舊兩版標(biāo)準。相比05 版標(biāo)準，18版標(biāo)準適用范圍更加廣泛，涵蓋產(chǎn)品種類也更加豐富，尤其是在技術(shù)要求和試驗方法上更加明確，解決了05 版標(biāo)準在實際應(yīng)用中存在的各種問題，有效避免了爭議情況的出現(xiàn)。