ICS 19.100 CCS J 04
GP
中华人民共和国国家标准
GB/T41105.3—2021/IS016526-3:2011
无损检测 X射线管电压的测量和评价
第3部分：能谱法
Non-destructivetestingMeasurement and evaluation of theX-ray tube voltage-
Part 3:Spectrometric method
（ISO16526-3:2011,IDT)
2022-07-01实施
2021-12-31发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41105.3—2021/ISO16526-3:2011
目 次
前言引言范围
II IV
1
2 规范性引用文件 3术语和定义测量方法
...
4 5 附录A（资料性） 滤波板选择
测量报告
T GB/T41105.3—2021/IS016526-3:2011
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件是GB/T41105《无损检测 X射线管电压的测量和评价》的第3部分。GB/T41105已经发布了以下部分：
第1部分：分压法；第2部分：厚板滤波法稳定性核查；第3部分：能谱法。
本文件等同采用ISO16526-3：2011《无损检测 X射线管电压的测量和评价第3部分：能谱法》。 本文件增加了“规范性引用文件”一章。 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。 本文件由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本文件起草单位：湖北三江航天江北机械工程有限公司、上海材料研究所、康姆艾德机械设备（上
海）有限公司、丹东华日理学电气有限公司、北京航天特种设备检测研究发展有限公司、上海空间推进研究所、航天智造（上海)科技有限责任公司、上海航天设备制造总厂有限公司、上海达铭科技有限公司。
本文件主要起草人：王晓勇、刘凯、蒋建生、丁杰、黄隐、韩丽娜、李雪瑾、吕波、王艳伟、夏美玲、 苑鸿志、徐浪、陈亦维、胡玲、徐国珍、徐薇、王道龙。
IⅡI GB/T41105.3—2021/IS016526-3:2011
引言
为了满足X射线管电压测量的不同要求，GB/T41105由三个部分构成，分别给出了三种不同的管电压测量方法。
第1部分：分压法。可直接和绝对地测量通过高压发生器次级侧恒定电位X射线系统的平均高压。 第2部分：厚板滤波法稳定性核查。推荐用于X射线系统的定期稳定性核查。 第3部分：能谱法。利用X射线能谱，非侵入式测量X射线管电压。本方法适用于所有X射线系统，推荐在分压法不适用时采用，例如在高压箱体单元中不能连接分压装置。
IV GB/T41105.3—2021/ISO16526-3:2011
无损检测 X射线管电压的测量和评价
第3部分：能谱法
1范围
本文件规定了使用X射线能谱对X射线管电压进行测量的方法（能谱测定法）。测量电压范围为 10kV~500kV。
本文件规定的方法检查实际电压与X射线系统控制器显示电压的一致性，仅测量最大能量，而不是测量完整的X射线能谱。
本文件适用于高压箱式和恒电位式文射线系统。
2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
能量分散光子探测器 energy dispersivephotondetector 通过电脉冲表征入射光子且其幅值用来度量光子能量的探测器，例如锗片探测器。
3.2
多通道分析仪 multichannel analyser 根据振幅对输入的电脉冲进行分类的电子装置。 注：脉冲按分类存储到寄存器或信号通道中，因此，当脉冲以相应的幅值出现时，寄存器或通道的信息增加1。
3.3
能谱 energyspectrum 通道信号与能量的对应关系表征图形。
3.4
堆积 pile-up 两个或多个脉冲彼此太近从而导致它们的振幅在图谱中形成叠加的效应。
4测量方法
4.1原理
能量分散光子探测器位于被测×射线管准直的直射光束中（见图1）。 探测器的输出脉冲通过多通道分析仪进行计数和分析。
1 GB/T41105.3-—2021/ISO16526-3:2011
标引序号说明：
准直器和附加铅屏蔽；一滤波板；一X射线管；射线管外壳；
2.
3-
-
5铅屏蔽；
一输出到放大器和多通道分析仪的脉冲。
6-
图1能量测量结构布置图
4.2设备
测量需要以下设备。 4.2.1探测器
探测器额定能量范围应比预期测量的最大值至少高20%。能量分辨率应大于1keV全能峰半高宽。
由于X射线管通常产生较高的剂量率，因此应选择低效率但具有足够分辨率的探测器，以便于进行滤波和屏蔽。
为了尽可能直接辐照探测器，探测器应采用高吸收材料屏蔽，以防止射线泄漏和散射线。 4.2.2滤波板
为了减少软射线，应使用铝、铁、铜、铅或钨材料的滤波板（见附录A）。 最大能量的测量可能会受到能谱边缘K层和滤波板特征谱线的影响。 应根据表1使用大于给定Umin值对应的滤波材料为获得足够低计数率的光子，应对滤波板厚度、准直射线束直径、射线管与探测器的间距等进行选
择，光子可由探测器和电子器件适当处理。计数率过高产生堆积效应，从而可能导致能谱的误读。
当使用铅滤波板时，在探测器窗口前，应增加一层1mm厚的锡，以过滤二次辐射。
2 GB/T 41105.3—2021/IS016526-3:2011
表1 最小电压对应的滤波材料
Uesin kv 10 15 20 180 140
滤波材料
Al Fe Cu Pb W
4.2.3电路
应检查和调整脉冲发生器和放大器，以使脉冲具备最佳衰减和线性振幅特性。 放大器与多通道分析仪之间的电缆应与两器件阻抗匹配，以使其两端适配连接。
4.2.4 多通道分析仪
多通道分析仪应进行校准，使每一个通道带宽范围处于0.23keV～0.27keV之间，总能量范围应比最高预期测量能量高20%以上。
可使用Ir192、Am241或Ba133放射性同位素的特征谱线进行校准。校准时在探测器前放置一个弱放射性同位素，记录特征谱线，根据最大峰值位置能量，对横坐标进行标定完成校准。 4.3测量
经过设置和校准后，接通X射线管电源，开启高压，在控制单元电压表达到电压预设值后开始测量。如果在X射线管的控制器上没有实际电压指示，则可在X射线管开启至少30s后开始测量。
在一次测量过程中，每1keV应至少计数1000个脉冲。
光子数
能量
最大能量
图2经滤波衰减的X射线能谱示意图
测得的能谱形状应与图2相似。最大能量值应清晰可辨，且不受实际特征谱线的干扰（见图3）。
3 ICS 19.100 CCS J 04
GP
中华人民共和国国家标准
GB/T41105.3—2021/IS016526-3:2011
无损检测 X射线管电压的测量和评价
第3部分：能谱法
Non-destructivetestingMeasurement and evaluation of theX-ray tube voltage-
Part 3:Spectrometric method
（ISO16526-3:2011,IDT)
2022-07-01实施
2021-12-31发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41105.3—2021/ISO16526-3:2011
目 次
前言引言范围
II IV
1
2 规范性引用文件 3术语和定义测量方法
...
4 5 附录A（资料性） 滤波板选择
测量报告
T GB/T41105.3—2021/IS016526-3:2011
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件是GB/T41105《无损检测 X射线管电压的测量和评价》的第3部分。GB/T41105已经发布了以下部分：
第1部分：分压法；第2部分：厚板滤波法稳定性核查；第3部分：能谱法。
本文件等同采用ISO16526-3：2011《无损检测 X射线管电压的测量和评价第3部分：能谱法》。 本文件增加了“规范性引用文件”一章。 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。 本文件由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本文件起草单位：湖北三江航天江北机械工程有限公司、上海材料研究所、康姆艾德机械设备（上
海）有限公司、丹东华日理学电气有限公司、北京航天特种设备检测研究发展有限公司、上海空间推进研究所、航天智造（上海)科技有限责任公司、上海航天设备制造总厂有限公司、上海达铭科技有限公司。
本文件主要起草人：王晓勇、刘凯、蒋建生、丁杰、黄隐、韩丽娜、李雪瑾、吕波、王艳伟、夏美玲、 苑鸿志、徐浪、陈亦维、胡玲、徐国珍、徐薇、王道龙。
IⅡI GB/T41105.3—2021/IS016526-3:2011
引言
为了满足X射线管电压测量的不同要求，GB/T41105由三个部分构成，分别给出了三种不同的管电压测量方法。
第1部分：分压法。可直接和绝对地测量通过高压发生器次级侧恒定电位X射线系统的平均高压。 第2部分：厚板滤波法稳定性核查。推荐用于X射线系统的定期稳定性核查。 第3部分：能谱法。利用X射线能谱，非侵入式测量X射线管电压。本方法适用于所有X射线系统，推荐在分压法不适用时采用，例如在高压箱体单元中不能连接分压装置。
IV GB/T41105.3—2021/ISO16526-3:2011
无损检测 X射线管电压的测量和评价
第3部分：能谱法
1范围
本文件规定了使用X射线能谱对X射线管电压进行测量的方法（能谱测定法）。测量电压范围为 10kV~500kV。
本文件规定的方法检查实际电压与X射线系统控制器显示电压的一致性，仅测量最大能量，而不是测量完整的X射线能谱。
本文件适用于高压箱式和恒电位式文射线系统。
2规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
能量分散光子探测器 energy dispersivephotondetector 通过电脉冲表征入射光子且其幅值用来度量光子能量的探测器，例如锗片探测器。
3.2
多通道分析仪 multichannel analyser 根据振幅对输入的电脉冲进行分类的电子装置。 注：脉冲按分类存储到寄存器或信号通道中，因此，当脉冲以相应的幅值出现时，寄存器或通道的信息增加1。
3.3
能谱 energyspectrum 通道信号与能量的对应关系表征图形。
3.4
堆积 pile-up 两个或多个脉冲彼此太近从而导致它们的振幅在图谱中形成叠加的效应。
4测量方法
4.1原理
能量分散光子探测器位于被测×射线管准直的直射光束中（见图1）。 探测器的输出脉冲通过多通道分析仪进行计数和分析。
1 GB/T41105.3-—2021/ISO16526-3:2011
标引序号说明：
准直器和附加铅屏蔽；一滤波板；一X射线管；射线管外壳；
2.
3-
-
5铅屏蔽；
一输出到放大器和多通道分析仪的脉冲。
6-
图1能量测量结构布置图
4.2设备
测量需要以下设备。 4.2.1探测器
探测器额定能量范围应比预期测量的最大值至少高20%。能量分辨率应大于1keV全能峰半高宽。
由于X射线管通常产生较高的剂量率，因此应选择低效率但具有足够分辨率的探测器，以便于进行滤波和屏蔽。
为了尽可能直接辐照探测器，探测器应采用高吸收材料屏蔽，以防止射线泄漏和散射线。 4.2.2滤波板
为了减少软射线，应使用铝、铁、铜、铅或钨材料的滤波板（见附录A）。 最大能量的测量可能会受到能谱边缘K层和滤波板特征谱线的影响。 应根据表1使用大于给定Umin值对应的滤波材料为获得足够低计数率的光子，应对滤波板厚度、准直射线束直径、射线管与探测器的间距等进行选
择，光子可由探测器和电子器件适当处理。计数率过高产生堆积效应，从而可能导致能谱的误读。
当使用铅滤波板时，在探测器窗口前，应增加一层1mm厚的锡，以过滤二次辐射。
2 GB/T 41105.3—2021/IS016526-3:2011
表1 最小电压对应的滤波材料
Uesin kv 10 15 20 180 140
滤波材料
Al Fe Cu Pb W
4.2.3电路
应检查和调整脉冲发生器和放大器，以使脉冲具备最佳衰减和线性振幅特性。 放大器与多通道分析仪之间的电缆应与两器件阻抗匹配，以使其两端适配连接。
4.2.4 多通道分析仪
多通道分析仪应进行校准，使每一个通道带宽范围处于0.23keV～0.27keV之间，总能量范围应比最高预期测量能量高20%以上。
可使用Ir192、Am241或Ba133放射性同位素的特征谱线进行校准。校准时在探测器前放置一个弱放射性同位素，记录特征谱线，根据最大峰值位置能量，对横坐标进行标定完成校准。 4.3测量
经过设置和校准后，接通X射线管电源，开启高压，在控制单元电压表达到电压预设值后开始测量。如果在X射线管的控制器上没有实际电压指示，则可在X射线管开启至少30s后开始测量。
在一次测量过程中，每1keV应至少计数1000个脉冲。
光子数
能量
最大能量
图2经滤波衰减的X射线能谱示意图
测得的能谱形状应与图2相似。最大能量值应清晰可辨，且不受实际特征谱线的干扰（见图3）。
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