T-CIRA 38-2022 基于中子和X射线融合成像技术的航空集装货物检查系统

ICS27.120CCSF80团体标准T/CIRA38—2022基于中子和X射线融合成像技术的航空集装货物检查系统2022-12-29发布2023-03-01实施中国同位素与辐射行业协会IT/CIRA38—2022前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14检查系统组成 35要求 36试验方法 67检验规则 108标志、包装、运输及贮存 129随行文件 12ⅢT/CIRA38—2022本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国同位素与辐射行业协会提出并归口。本文件起草单位:同方威视技术股份有限公司、中国海关科学技术研究中心。本文件主要起草人:陈志强、李元景、孙尚民、宗春光、张红夏杏。1T/CIRA38—2022基于中子和X射线融合成像技术的航空集装货物检查系统1范围本文件规定了基于中子和X射线融合成像技术的航空集装货物检查系统的要求、试验方法、检验本文件适用于中子辐射源能量不小于100kev、X射线辐射源能量不小于6Mev的融合成像技术的航空集装货物检查系统(以下简称“检查系统”)。本文件不适用于使用计算机断层成像技术或背散射技术的航空集装货物检查系统。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。GB/T191包装储运图示标志GB/T699—2015优质碳素结构钢GB/T6543运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱GB/T12464普通木箱GB/T17799.1—2017电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验GB17799.3—2012电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射GB18871—2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB/T19211—2015辐射型货物和(或)车辆检查系统GBZ143—2015货物/车辆辐射检查系统的放射防护要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。中子和X射线融合成像技术neutronandX-rayfusionimagingtechnology利用中子成像技术和X射线成像技术对同一个对象进行检查,并把中子图像和X射线图像处理成一副图像,实现比单个中子图像或单个X射线图像更强物质分辨能力,更好检查效果的技术。3.2航空集装货物检查系统aircargoinspectionsystem采用专门输送装置检查航空集装器(集装箱和托盘货物等)的固定检查系统。3.3辐射控制区radiationcontrolledarea在辐射工作场所划分的一种区域,在这种区域内要求或可能要求采取专门的防护手段和安全措2T/CIRA38—2022a)在正常工作条件下控制正常照射或防止污染扩散;b)防止潜在照射或限制其程度。[来源:GB/T19211—2015,3.9]3.4辐射监督区radiationsupervisedarea未被确定为控制区,通常不需要采取专门防护手段和安全措施但要不断检查其职业照射条件的任何区域。[来源:GB/T19211—2015,3.10]3.5辐射工作场所radiationworkplace控制区和监督区的统称。[来源:GB/T19211—2015,3.11]3.6全吸收体totalabsorber射线通过后的辐射水平降低到无法与本底辐射水平区分的物体。[来源:GB/T19211—2015,3.12]3.7穿透力steelpenetration;Sp检查系统能分辨出置于钢板后全吸收体时的最大钢板厚度。[来源:GB/T19211—2015,3.13]3.8丝分辨力wiredetectability;WD检查系统能分辨出置于空气中或一定厚度钢板后的最小金属丝的横截面尺寸。注:例如,丝直径。[来源:GB/T19211—2015,3.14,有修改]3.9反差灵敏度contrastsensitivity;CS检查系统能分辨的置于一定厚度钢板后的最薄钢片厚度与钢板厚度之比(以百分数表示)。[来源:GB/T19211—2015,3.15]空间分辨率spatialresolution;SR检查系统能分辨出的两个指定尺寸及形状的相邻物体的最小距离。[来源:GB/T19211—2015,3.16]物质分辨力materialdiscriminationcapability检查系统分辨不同种类物质的能力。[来源:GB/T19211—2015,3.18]检查系统与被检物的相对运动速度。[来源:GB/T19211—2015,3.19]被检查货物在检查范围内规定点经一次扫描后的周围剂量当量。3T/CIRA38—2022[来源:GB/T19211—2015,3.22,有修改]4检查系统组成检查系统应包括下列组成部分。a)中子辐射源。受控产生一定能量和强度的中子射线的辐射源,能量不小于100kev。b)X射线辐射源。受控产生一定能量和强度的X射线的辐射源,能量不小于6Mev。c)辐射探测器。获取透过被检物体或从被检物体反射后的X射线和中子的信号获取模块。d)扫描装置及输送装置。承载中子辐射源、X射线辐射源及辐射探测器等设备,并输送航空集装器通过检查系统的装置。e)控制子系统。提供检查系统电源,实现检查系统的逻辑控制、运动控制、状态监视和安全防护措施。f)图像处理子系统。收集、处理和存储探测器数据,提供人机操作界面。g)安全联锁装置及辐射防护设施。5要求5.1外观与结构5.1.1检查系统的设计及操作程序应符合人因工程的基本要求,便于操作与定期维护。5.1.2所有控制柜、控制箱、控制台及附属部件应安装正确、外观完好;检查系统各部分表面应无明显划痕;所有控制面板和显示面板上的标记和字迹应清晰。5.1.3框架应具有足够的强度,在正常搬运中不产生变形。5.2基本功能检查系统应具备以下基本功能:a)可对整个检查过程进行有效的控制;b)可实时显示被检物的完整图像;c)与实物对应信息的获取、显示和管理功能。5.3扫描速度检查系统输送装置的最低速度应≥0.1m/s。5.4性能指标5.4.1穿透力检查系统的穿透力应≥320mm。5.4.2空气中丝分辨力检查系统的空气中丝分辨力应≤1.0mm。5.4.3钢板后丝分辨力检查系统在100mm钢板后的丝分辨力应≤2.0mm。4T/CIRA38—20225.4.4反差灵敏度检查系统在100mm钢板后的反差灵敏度应≤0.8%。5.4.5空间分辨率检查系统的空间分辨率应≤2.5mm。5.4.6物质分辨力乙烯。5.4.7被检物单次检查周围剂量当量被检物单次检查周围剂量当量应≤20μsv。5.4.8辐射防护区边界周围剂量当量率检查系统辐射监督区边界周围剂量当量率应≤2.5μsv/h。5.5水平方向近辐射源侧被检货物最低扫描高度当被检航空托盘从输送装置上通过检查系统时,检查系统应能够扫描到被检航空托盘近辐射源侧的底部。5.6软件功能5.6.1图像存储功能扫描图像应存储为TIFF格式,或支持IMG、CPF等格式转化为TIFF格式。5.6.2图像处理功能疑标记及注释、镜像变换、多图像比较、图像格式转换和伪彩色变换等功能。5.7网络通信功能应具备符合以下要求的网络通信功能:a)具有双网卡及两个以上千兆级的网络接口;b)可接入相关的业务管理网,进行查验信息传输;c)可进行包括系统状态监控,查验作业监控,人员/设备/现场业务统计等远程管理;d)与其他相关系统进行信息互换、联动控制。5.8辐射安全要求5.8.1一般要求5.8.1.1辐射防护措施及指标应符合GB18871—2002和GBZ143—2015中的相关要求。5.8.1.2系统应明确划分出辐射工作场所。5.8.1.3应在检查系统的X射线辐射源室门外侧、中子辐射源室外侧、通道出入口、辐射工作场所边界5T/CIRA38—2022等位置设置电离辐射标志牌。5.8.2出束控制钥匙开关检查系统操作台上应装有出束控制钥匙开关。只有当出束控制钥匙开关处于工作位置时,检查系统才可出束。5.8.3门联锁所有辐射源室门、进入辐射工作场所的门、中子发生器固定锁止机构及射线源机架盖板等应设置联锁装置,这些位置任一门或盖板打开时,检查系统不应出束。5.8.4紧急停束装置在检查系统操作台、X射线辐射源室、中子辐射源室、探测器室、检查通道墙内等处应设置标识清晰的紧急停束装置,可在紧急情况下立即中断X射线辐射源和中子辐射源的工作。当任一紧急停束装置被触发时,检查系统应立即停止出束,并只有通过就地复位才可重新启动。5.8.5X射线辐射源与中子辐射源输出剂量联锁5.8.5.1在X射线辐射源出束口处应配置辐射剂量监测仪表实时监测输出剂量,并在检查系统操作台上显示输出剂量率。X射线辐射源输出剂量率超出规定范围的上限时,控制系统应自动停止X射线辐射源束流和中子辐射源束流。5.8.5.2中子辐射源出束口处应配置辐射剂量监测仪表实时监测中子产额,并在检查系统操作台上显示中子产额。中子辐射源的中子产额超出规定范围的上限时,控制系统应自动停止中子辐射源束流和X射线辐射源束流。5.8.6声光报警安全装置检查系统应设有声光报警安全装置以指示检查系统所处的状态,包括出束及待机状态。当检查系统出束时,红色警灯闪烁,警铃示警。5.8.7监视装置应设置观察辐射工作场所内人员驻留情况和设备运行状态的视频监视装置。5.8.8语音广播设备在检查系统操作台上应设置语音广播设备,在辐射工作场所内设置扬声器,用于提醒现场人员注意和撤离辐射工作场所。5.8.9警示标识辐射工作场所应醒目设置禁止穿行警示。5.9电气安全5.9.1设备保护接地电阻检查系统应设有保护接地,金属表面与接地端子间的电阻应不大于0.1Ω。6T/CIRA38—20225.9.2绝缘电阻检查系统中各独立供电电气设备的电源各相线及零线对地(保护接地线)的绝缘电阻应不小于1MΩ。5.9.3介电强度5.9.3.1检查系统内实施5.9.1要求的电气设备的金属表面与电源各相线间应能承受表1规定的介电强度试验,并应在规定的持续时间内无击穿或重复飞弧现象。表1检查系统在基本绝缘条件下的试验电压试验电压/V试验持续时间/min交流有效值或直流峰值的直流电压1000≥15.9.3.2检查系统内工作电压超过1000V的电路应通过爬电距离和电气间隙设计保证介电强度要求。5.9.4防电击检查系统的防电击性能应符合GB/T19211—2015中10.4.1的要求。5.10电磁兼容性5.10.1检查系统中各相关设备的电磁骚扰发射限值应符合GB17799.3—2012中规定的发射限值要求。5.10.2检查系统应具备GB/T17799.1—2017中规定的抗扰度要求。对于与安全联锁装置有关的设备及部件,在试验期间和试验后,应保证性能正常;其他设备及部件允许功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者的干预。5.11气候环境适应性要求在表2规定的气候环境条件下,检查系统应能正常工作。表2气候环境条件环境条件严酷等级环境温度—25℃~十40℃相对湿度≤95%(不结露)大气压力70kpa~106.6kpa5.12稳定性要求检查系统在连续扫描100次航空集装货物的过程中,故障停机不应超过1次。6试验方法6.1试验条件所有试验均应在表3规定的标准试验条件下进行。7T/CIRA38—2022表3标准试验条件序号环境条件标准试验条件1环境温度15℃~35℃2相对湿度15%~75%3大气压强70kpa~106kpa4供电电压(交流)(380±38)V5供电频率(交流)(50±1)Hz6外界电磁场小于引起干扰的最低值7外界磁感应小于地磁场感应值的2倍6.2试验用仪器设备试验用仪器设备见表4。表4试验用仪器设备序号试验项目仪器设备名称精度等级等要求1穿透力穿透力试验装置见GB/T19211—2015中图12丝分辨力丝分辨力试验装置见GB/T19211—2015中图23反差灵敏度反差灵敏度试验装置见GB/T19211—2015中图34空间分辨率空间分辨率试验装置见GB/T19211—2015中图45物质分辨力物质分辨力试验装置见GB/T19211—2015中图56扫描速度钢卷尺≤5mm秒表0.1s7万用表31/2位8辐射防护区边界周围剂量当量率X、Y环境剂量率仪灵敏度0.01μsv/h,测量误差≤±20%9接地电阻接地电阻测试仪毫欧(mΩ)级,测量误差≤±3%,±5个字10绝缘电阻绝缘电阻表(兆欧表)≥500V,测量误差≤±10%11介电强度交直流耐电压测试仪5000V,150mA以上,测量误差≤±5%,±5个字6.3性能指标试验用具及样品性能指标试验用具及样品见表5。钢板吸收体、钢片和钢丝应采用GB/T699—2015中规定的15#、20#或45#钢材制造。8T/CIRA38—2022表5性能指标试验用具及样品序号样品名称用具及样品规格要求数量1钢板吸收体500mm×500mm×20mm(L×w×H)若干2钢板吸收体500mm×500mm×10mm(L×w×H)若干3钢板吸收体500mm×500mm×5mm(L×w×H)14全吸收体(铅块)100mm×100mm×200mm(L×w×H)15钢片短边不大于100mm的矩形若干(不同厚度)6钢丝长度不大于300mm(φ0.5mm~φ10mm),间隔0.5mm若干(不同直径)7石墨板(密度1.8g/cm3)400mm×400mm×111mm(L×w×H)若干8石墨板(密度1.8g/cm3)400mm×400mm×56mm(L×w×H)19钢板(密度7.8g/cm3)400mm×400mm×26mm(L×w×H)若干10钢板(密度7.8g/cm3)400mm×400mm×13mm(L×w×H)111铝板(密度2.7g/cm3)400mm×400mm×74mm(L×w×H)若干12铝板(密度2.7g/cm3)400mm×400mm×37mm(L×w×H)113铅板(密度11.34g/cm3)400mm×400mm×17.6mm(L×w×H)若干14铅板(密度11.34g/cm3)400mm×400mm×8.8mm(L×w×H)115木板(密度0.5g/cm3)400mm×400mm×400mm(L×w×H)若干16木板(密度0.5g/cm3)400mm×400mm×200mm(L×w×H)117聚乙烯(密度0.91g/cm3)400mm×400mm×220mm(L×w×H)若干18聚乙烯(密度0.91g/cm3)400mm×400mm×110mm(L×w×H)1注:L表示长度;w表示宽度,H表示高度。6.4外观与结构试验核验检查系统外观,手动操作控制机构。6.5基本功能试验对试验装置进行一次扫描,检查扫描图像及相应信息。6.6扫描速度试验测量检查系统与被检物相对运动的距离及所用的时间(仅测量速度平稳段,避开启动和停止区间),根据实测值计算相对运动的速度,取三次试验的算术平均值。6.7性能指标试验6.7.1穿透力试验按GB/T19211—2015中8.1.2规定的方法,将穿透力试验装置以0.1m/S的速度通过检查系统进行试验。9T/CIRA38—20226.7.2空气中丝分辨力试验按GB/T19211—2015中8.2.2规定的方法,将丝分辨力试验装置以0.1m/S的速度通过检查系统进行试验。6.7.3钢板后丝分辨力试验按GB/T19211—2015中8.2.2规定的方法,将丝分辨力试验装置以0.1m/S的速度通过检查系统进行试验。6.7.4反差灵敏度试验按GB/T19211—2015中8.3.2规定的方法,将反差灵敏度试验装置以0.1m/S的速度通过检查系统进行试验。6.7.5空间分辨率试验按GB/T19211—2015中8.4.2规定的方法,将空间分辨率测试装置以0.1m/S的速度通过检查系统进行试验。6.7.6物质分辨力试验按GB/T19211—2015中8.5.2规定的方法,将X射线辐射源处于正常剂量率扫描双能状态,中子辐射源处于正常出束状态,将物质分辨力测试装置以0.1m/S的速度通过检查系统进行试验。6.7.7被检物单次检查周围剂量当量试验按GB/T19211—2015中9.5.2规定的方法,在0.1m/S的扫描速度下进行试验。6.7.8辐射防护区边界周围剂量当量率试验在检查系统辐射监督区边界,按GBZ143—2015中B.3规定的方法进行试验。6.8水平方向近辐射源侧被检货物最低扫描高度试验对标准航空箱或航空托盘进行扫描,检查扫描图像是否包含航空箱或航空托盘的底板部分。6.9软件功能试验对试验装置进行一次扫描,使用图像处理软件进行各项图像处理操作。6.10网络通信功能试验核验检查系统服务器是否具备两个千兆级网卡,是否至少两个网络接口。检查系统软件的硬件设备状态监控功能,可显示业务作业流程状态监控,可提供查验业务统计,并支持导出。6.11辐射安全试验6.11.1核验检查系统的X射线辐射源室门外侧、中子辐射源室外侧、通道出入口、辐射工作场所边界等位置是否设置有电离辐射标志牌。6.11.2核验检查系统的辐射工作场所应设置有警示标识。10T/CIRA38—20226.11.3在检查系统工作状态下,核验检查系统的门联锁、紧急停束装置、声光报警装置、监视和语音广播等装置及功能。6.12电气安全试验6.12.1设备接地电阻试验按GB/T19211—2015中10.1.2规定的方法进行试验。6.12.2绝缘电阻试验按GB/T19211—2015中10.2.2规定的方法进行试验。6.12.3介电强度试验按GB/T19211—2015中10.3.2规定的方法对相应电路进行试验,试验时间至少保持1min。6.12.4防电击试验按GB/T19211—2015中10.4.2规定的方法进行试验。6.13电磁兼容性试验6.13.1发射试验按GB17799.3—2012第6章、第9章中规定的试验条件和试验要求进行试验。6.13.2抗扰度试验按GB/T17799.1—2017第5章、第8章中规定的试验条件和试验要求进行试验。6.14气候环境适应性试验在不具备对检查系统整机进行环境试验的条件时,允许对环境条件敏感且具有独立功能的电气部件按相应工作环境条件进行气候环境适应性试验。6.15稳定性试验检查系统对航空集装货物连续进行100次扫描,过程中流程正常,图像均匀、清晰,所发生的故障仅为通过复位或简单处理即可恢复。7检验规则7.1检验类别检验类别分为出厂检验和型式检验。7.2检验项目出厂检验、型式检验项目见表6。11T/CIRA38—2022表6检验项目序号检验项目型式检验出厂检验1●●2基本功能●●3扫描速度●●4穿透力●●5空气中丝分辨力●●6钢板后丝分辨力●●7反差灵敏度●●8空间分辨率●●9物质分辨力●●10被检物单次检查周围剂量当量●●11辐射防护区边界周围剂量当量率●●12水平方向近辐射源侧被检货物最低扫描高度●O13软件功能●●14网络通讯功能●●15辐射安全●●16设备保护接地●●17绝缘电阻●●18介电强度●O19防电击●O20电磁兼容性●O21气候环境适应性●O22稳定性●●注:●表示必选项目,O表示可选项目。7.3出厂检验7.3.1出厂检验逐台进行,检验合格出具检验报告及合格证后,方可允许出厂。7.3.2检验项目全部合格,该产品判为合格。有不合格项,允许对相关部件或分系统进行调整或更换,并重新检验。如仍不合格,则应判为不合格品。7.4型式检验型式检验的样品应在出厂检验合格的产品中随机抽取1套。12T/CIRA38—20227.4.2检验要求在下列情况之一时,应进行型式检验:a)新产品投产鉴定前;b)产品设计、工艺、材料