基于GB 15208-2018 系列标准的通道式X 光机检测浅析

■ 文/国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（北京） 芦朋 井冰 谢峰 张济国

关键字：微剂量X 射线安全检查设备 X 光机 检查浅析

1 引言

进入21 世纪以来，暴力恐怖事件频发，严重破坏了社会的稳定，给人民群众的生命财产安全带来威胁。通道式X 光机利用X 射线的穿透特性，可通过对包裹的透视成像，发现藏匿在包裹内枪支、刀具、棍棒等金属危险品，广泛应用于机场、海关、车站、博物馆等公共场所，为预防犯罪和维护社会安全稳定做出了重要贡献。2018 年11 月底，GB 15208-2018 系列标准正式发布，新的系列标准共有5个，分别为通用技术要求、透射式行包安全检查设备、透射式货物安全检查设备、人体安全检查设备和背散射物品安全检查设备。修订后的系列标准针对不同应用背景和技术条件的微剂量X 射线安全检查设备提出了更加详细的技术要求和更加明确的试验方法。本文聚焦GB 15208-2018系列标准中通道式X 光机，从技术要求、试验方法和合格判定等角度分析和对比新旧系列标准的差异。

2 系列标准框架结构变化

2.1 “微剂量”安全检查设备定义的变化

新老标准的主要变化在于对微剂量X 射线安全检查设备的定义上，GB 15208.1-2005 在3.21 中将“微剂量X 射线安全检查设备”定义为“单次检查剂量小于5uGy 的X射线安全检查设备”；而GB 15208.1-2018 在3.11 中将“微剂量X 射线安全检查设备”定义为“单次检查剂量小于或等于10uGy 的X 射线安全检查设备”。新的定义考虑到多光源和多通道的设备，适应了更多形式的通道式X 射线安全检查设备。

2.2 适用范围的变化

GB 15208.1-2005 适用于“各种透射式微剂量X 射线安全检查设备”；而GB 15208.1-2018 适用于“各种微剂量X 射线安全检查设备”，但同时明确“不适用于计算机断层成像（CT）、电子加速器类及X 射线产生装置能量大于等于500keV 的X 射线安全检查设备”。与05 版标准相比，18 版标准增加了利用背散射技术成像的安全检查设备，同时根据实际应用将透射式安全检查设备分为行包、货物和人体安全检查设备。表1 为各个标准适用范围的对比。

表1 各标准适用范围对比

2.3 射线能量要求的变化

在05 版标准中，对X 射线源管电压和X 射线的能量没有明确要求；而在18 版新标准中，规定了X 射线产生装置能量应小于或等于500keV，即X 射线源管电压小于或等于500kV。另一方面，GB/T 19211-2015《辐射型货物和（或）车辆检查系统》中的适用范围明确“γ 射线或X 射线能量大于500keV”，这使得18 版新标准与现行的其它国家标准在适用范围上实现统一。

2.4 行包安全检查设备和货物安全检查设备定义上有重叠

GB 15208.2-2018 针对透射式行包安全检查设备，技术要求、试验方法和测试体基本保持了GB 15208.1-2005的框架，且明确要求任意一个检查通道入口截面的高度和宽度均小于1.1 米；GB 15208.3-2018 针对透射式货物安全检查设备，技术要求、试验方法和测试体则使用了GA 857-2009《货物运输微剂量X 射线安全检查设备通用技术要求》的框架，且明确要求任意一个检查通道入口截面的高、宽尺寸中最大单边长度大于或等于0.91米、小于或等于2.41 米。根据新标准中行包安检设备和货物安检设备所定义的适用范围，现有的通道尺寸为100cm×80cm 和100cm×100cm 的设备即可适用于GB 15208.2-2018，也可适用于GB 15208.3-2018。即同一设备，适用的标准不同，则测试过程中的技术要求、试验方法和测试体不同，试验结果也不同。

2.5 测试体的变化

老标准中的测试体在GB/T 15208.2-2006 中定义，包括测试体A 和测试体B。新的系列标准中，除GB 15208.1-2018 外，另外4 个标准都分别在附录里定义了测试体的规格尺寸和材料。另一方面，GB 15208-2018系列标准在前言中都明确“本部分的全部技术内容为强制性”，表明新的系列标准附录里定义的测试体也为强制性。

3 通用技术要求的变化

3.1 对产品进行分类

GB 15208.1-2018 增加了对设备的分类。按技术特点可分为透射式设备、背散射式设备和透射、背散组合式设备。在技术要求上，组合式设备应分别符合各自技术类型的所有技术要求；按材料分辨能力分为单能谱设备和多能谱设备，其中，单能谱设备仅根据透射后X 射线的分布强度进行成像，而多能谱设备根据物质对X 射线能谱吸收特性的不同规律，对物质的材料进行辨识和成像；按防护类型分为开放式设备和封闭式设备，其中，开放式设备没有加装辐射防护装置，仅通过距离进行安全防护，而封闭式设备加装有辐射防护装置；按被检测对象类型分为行包类设备、货物类设备和人体类设备。

3.2 单次检查剂量

表2为新老标准单次检查剂量要求和试验方法的对比。

表2 单次检查剂量要求和试验方法的对比

3.3 周围剂量当量率

GB 15208.1-2005 中，该指标定义为“泄露射线剂量率”，要求在距设备外表面5cm 任意处小于或等于5uGy/h；GB 15208.1-2018 中，该指标的定义修改为“周围剂量当量率”，要求在距封闭式设备的任何可达表面0.1m 处小于或等于1uSv/h。

表3为新老标准周围剂量当量率要求和试验方法的对比。

表3 周围剂量当量率要求和试验方法的对比

3.4 设备噪声

设备噪声在技术要求上没有变化，均为“距设备外表面1m 的任意处，设备噪声应小于或等于65dB(A)”。但GB 15208.1-2005 中要求“输送带处于满负荷运行”时测量，而GB 15208.1-2018 中要求“运动装置在空载状态运行”。

3.5 环境条件

表4 为新老标准工作和试验环境条件的对比。

表4 工作和试验环境条件的对比

根据GB 15208.1-2018 中6.1 的要求，相关试验均应在正常大气条件下进行，即环境温度15℃～35℃，相对湿度15%～75%，大气压力86kPa ～106kPa。

3.6 电源电压适应性

电源电压适应性在技术要求上没有变化，均为“电源电压在标称电压的-15%～+10%和标称频率的±3Hz 范围内，设备应能正常工作”。

试验方法的变化。GB 15208.1-2005 中要求“在交流电压为标称值的85%、标称值和标称值的110%三个点上各试验15min，并进行测试体A 和测试体B 的相关试验”。GB 15208.1-2018 中要求“在表4 规定的9 个试验点上各试验15min，判断设备是否正常工作”。

3.7 设备安全

表5 为新老标准设备安全要求和试验方法的对比。

表5 设备安全要求和试验方法的对比

3.8 电磁兼容

表6 为新老标准电磁兼容要求和试验方法的对比。

表6 电磁兼容要求和试验方法的对比

3.9 电气安全

GB 15208.1-2005 中的电气安全包括保护接地、绝缘电阻、抗电强度和泄露电流。GB15208.1-2018 中引用了GB 4793.1-2007《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第1 部分：通用要求》中的防电击、防机械危险、放置火焰蔓延、温度限值和耐热，增加了正常工作条件下和单一故障条件下可触及部件的带电试验、爬电距离试验、电气间隙试验、单一故障条件下的安全试验和防护试验、介电强度试验、防机械危险检验、单一故障条件下的防止火焰蔓延试验、温度限值试验等。

3.10 环境适应性

表7 为新老标准环境适应性的对比。

表7 环境适应性的对比

3.11 功能要求

与 GB 15208.1-2005 标准相比，GB 15208.1-2018 增加了功能要求，包括人机交互功能、图像显示功能、图像处理功能、图像存储功能和设备自诊断功能。以上大部分功能都已经在通道式X 光机里应用，值得注意的是：

第一，标准要求“具有输送装置控制功能的单视角、双视角透射式设备，被检对象停在通道内任意位置，再次启动输送装置应保证X 射线图像完整”。该功能在进行试验时，可允许输送带反向运动一小段，但包裹不能完全退出通道。

第二，标准要求“可存储不少于10000 幅被检图像”。该功能在进行试验时，检查原始图像的平均大小，然后计算10000 幅被检图像所占用的存储空间大小，与硬盘大小进行比较判断。

第三，标准要求“设备应具备自诊断功能，并生成至少包括X 射线产生装置、X 射线探测器、控制器等主要功能部件运行状态的诊断报告”。该功能在进行试验时，应确定是否能有此功能，是否包括主要功能部件（多组X 射线产生装置和X 射线探测器情况下应体现每个功能部件的状态）、是否能够以诊断报告形式体现。

3.12 仪器设备

表8 为新老标准使用仪器设备的对比。

表8 使用仪器设备的对比

4 行包安检设备的变化

4.1 适用范围

适用于GB 15208.2-2018 的设备，任意一个检查通道入口截面的高度和宽度均小于1.1m。超过这个范围的，应考虑是否适用于货物安全检查设备。

4.2 多视角和多通道设备

GB 15208.2-2018 在性能指标概述里要求，对于多视角设备，每个视角应单独测试，且各视角每项测试结果中最差值作为设备的该项性能指标；对于多通道设备，每个通道单独测试，且各通道每项测试结果中最差值作为设备的该项性能指标。此外，GB 15208.2-2018 还要求在测试性能指标时，保持X 射线产生装置的管电压、管电流、总过滤等参数不变。

4.3 性能指标

表9 为新老标准为行包安检设备性能指标要求和判定的对比。

表9 行包安检设备性能指标要求和判定的对比

对于试验方法，新老标准都明确，测试体平面应垂直于射线发射方向，且尽可能靠近射线源。如果测试体不靠近射线源，射线束存在衰减和分散情况，影响性能指标；如果测试体平面不垂直于射线发射方向，则射线穿过物质材料的距离会增加，影响测量的准确性。

（4）钻井液性能控制的精准化。不同的地层要求钻井液有不同的性能，为此制定分井段的钻井液性能规范，如密度、黏度、失水、动塑比等关键技术参数，明确分段药品加量，提前进行钻井液处理，以达到性能要求，充分满足钻井需求。

4.4 输送装置

表10 为新老标准行包安检设备输送装置要求和试验方法的对比。

表10 行包安检设备输送装置要求和试验方法对比

在实际测试过程中，由于皮带边缘的切割存在一定误差，故应当尽量选择皮带上的一个固定点和设备外壳的一个固定点作为参照物。测试实验前后两个固定点水平距离的变化即为皮带的横向位移。

4.5 周围剂量当量率

GB 15208.2-2018 针对行包安全检查设备，在周围剂量当量率的试验方法上，结合行包安全检查设备特点，对GB 15208.1-2018 进行了补充，如表11 所示。

表11 周围剂量当量率试验方法的变化对比

4.6 测试体

表12 为新老标准行包安检设备测试体的对比。

表12 行包安检设备测试体的对比

5 货物安检设备的变化

5.1 适用范围

适用于GB 15208.3-2018 的设备，任意一个检查通道入口截面的高、宽尺寸中最大单边长度大于或等于0.91m、小于或等于2.41m。超过这个范围的，则不适用于GB 15208.3-2018。

5.2 多视角和多通道设备

GB 15208.3-2018在性能指标概述里要求，对于多视角设备，每个视角应单独测试，且各视角每项测试结果中最差值作为设备的该项性能指标；对于多通道设备，每个通道单独测试，且各通道每项测试结果中最差值作为设备的该项性能指标。在测试性能指标时，保持X射线产生装置的管电压、管电流、总过滤等参数不变。

5.3 设备分类及性能指标

表13 为设备分类及对应性能指标的对比。

表13 设备分类及对应性能指标的对比

5.4 试验方法

GB 15208.1-2005 和 GB 15208.2-2018 中，测试体应该垂直于射线平面，且尽可能靠近射线源。但在GB 15208.3-2018 中，线分辨力、空间分辨力、穿透分辨力、有机物分辨、混合物分辨和无机物分辨的测试明确将测试体放在位置2（即输送带中间位置）进行扫描。

在穿透力测试方法上，测试体应分别放在检查区域的位置1 ～6，如图1 所示，记录每个位置均能分辨的四分之三圆铅块所对应钢板的最大厚度。

图1 规定的测试体放置位置

5.5 输送装置

GB 15208.3-2018 规定，在空载状态下，输送速度应≥0.1m/s。输送带的跑偏要求和试验方法同GB 15208.2-2018，具体参照本文4.4 节。

GB 15208.3-2018 增加了负载重量试验，试验中要求输送机处于最大输送速度下，并将用于试验的负载总重量分成4 等份且均匀分布在输送装置上。

5.6 周围剂量当量率

GB 15208.3-2018 针对货物安全检查设备，周围剂量当量率的试验方法与GB15208.2-2018 相同，只是所采用的散射体尺寸变为400mm×400mm×75mm（长×宽×高），允许公差±5mm。

5.7 GB 15208.3-2018 与 GA 857-2009 的差异

表14 GB 15208.3-2018 和GA 857-2009 的主要差异对比

6 行包安检设备与货物安检设备的比较

6.1 相似部分

辐射与环境安全指标、设备噪声、电源电压适应性、安全性能、机械结构、电磁兼容性、防电击、防机械危险、防止火焰蔓延、温度限值和耐热、环境适应性和软件功能的要求及试验方法都一致。

在性能指标部分，都有线分辨力、穿透分辨力、空间分辨力、穿透力、有机物分辨、无机物分辨和混合物分辨，但具体的指标要求及试验方法有较大的差异。

6.2 不同部分

表15 GB 15208.2-2018 和GB 15208.3-2018 的主要差异对比

7 结语

本文从标准框架、技术要求、试验方法和合格判定等多个角度对照比较了新旧两版标准。相比05 版标准，18版标准适用范围更加广泛，涵盖产品种类也更加丰富，尤其是在技术要求和试验方法上更加明确，解决了05 版标准在实际应用中存在的各种问题，有效避免了争议情况的出现。