УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ПАРАМЕТРОВ ОБНАРУЖЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ДОСМОТРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к области рентгенотехники, а именно к устройствам для проверки рентгеновского оборудования.
Из уровня техники известна полезная модель №122487(12.07.2012), относящаяся к области рентгеноденситометрии, точнее к устройствам для определения оптической плотности рентгеновского изображения, и может быть использован для определения контрастной чувствительности рентгенодиагностического аппарата, а также для калибровки денситометрической шкалы рентгеновского остеоденситометра и аппаратов для рентгеновского контроля ручной клади и багажа. Задачей полезной модели №122487 является создание тест-объекта, обеспечивающего возможность получения более точных рентгеноденситометрических данных как в стандартных условиях, так и при панорамной и короткофокусной рентгенографии. Поставленная задача достигается тем, что в тест-объекте для рентгеноденситометрии, содержащем набор параллельно расположенных калибровочных элементов, калибровочные элементы имеют форму полых цилиндров вращения с одинаковым наружным и различными внутренними диаметрами с закрытыми торцами, центры которых маркированы рентгеноконтрастными метками, при этом калибровочные элементы имеют между собой подвижное соединение. Предложенное техническое решение может быть использовано в различных учреждениях, оснащенных аппаратами для рентгеновской денситометрии, и прежде всего в медицинских учреждениях при исследовании костных тканей.
Также известно изобретение №2714447 (14.08.2019), которое относится к области рентгенотехники и направлено на получение в процессе простой проверки однозначного ответа о техническом состоянии рентгеновского аппарата до начала приема пациентов. Контроль и оценку основных узлов осуществляют посредством анализа цифрового изображения тест-объекта, размещенного в середине входной плоскости цифрового приемника, для чего осуществляют его экспозицию с параметрами съемки, характерными для клинического использования аппарата, регистрируют изображение, на котором в зависимости от оцениваемого параметра выбирают области интереса, соответствующие различным функциональным элементам конструкции тест-объекта, затем математически рассчитывают средние значения уровней яркости, а также отношение средних значений уровней яркости в различных областях, по которому оценивают анодное напряжение и другие параметры. Тест-объект представляет собой алюминиевую подложку квадратной формы, на поверхности которой жестко закреплены шесть функциональных элементов, выполненных из алюминия, свинца и нержавеющей стали, в виде пластин разной толщины и геометрической формы, предназначенных для определения параметров, используемых для оценки и контроля работоспособности основных узлов рентгеновского аппарата.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является комплект тест-объектов ТРТИ ФГИМ.411449.003. Данный комплект предназначен для проверки параметров обнаружения рентгено-телевизионных средств досмотра вещей, ручной клади, багажа пассажиров, членов экипажей транспортных средств (ТС), персонала объектов транспортной инфраструктуры (ОТИ), и лиц, посещающих ОТИ методом оценки изображения на экране рентгено-телевизионных интроскопов (РТИ) при просвечивании комплекта тест-объектов, упакованных в чемодан типа «атташе-кейс», на верхней крышке которого имеется маркировка «ТРТИ». Комплект содержит в своем составе пять отдельных тест-объектов (ТО), располженных на металлическом основании. Каждый тест-объект имеет собственную маркировку металлическим шрифтом: ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4, ТО-5. Номера тест-объектов читаются на экране монитора РТИ. Под каждым тест-объектом в основании вырезаны отверстия, чтобы при просвечивании устройства рентгеновскими лучами основание не искажало изображение тест-объектов на экране монитора. Тест-объект ТО-1 представляет собой трехступенчатый дюралевый клин, длиной 90 мм и шириной 100 мм, имеющий ступени высотой: 4,8 мм, 7,9 мм, 11,1 мм, за которым размещены пять медных проволок диаметром: 0,12 мм; 0,15 мм; 0,19 мм; 025 мм; 0,51 мм. При проверке на интроскопе определяется диаметр проволоки и ступень, за которой она видна. (Тест служит для определения обнаружительной способности интроскопа). Тест-объект ТО-2 представляет собой две емкости, заполненные: первая - поваренной солью NaCl (неорганическое вещество), вторая — сахаром (органическое вещество). При проверке интроскопа на экране монитора должно наблюдаться различное окрашивание изображений этих емкостей: органика - жёлто-оранжевый цвет, неорганика - в сине-зелёный цвет. (Тест служит для определения различающей способности интроскопа). Тест-объект ТО-3 представляет из себя стальной клин размером 50 х 175 мм с семью ступенями толщиной: 12 мм; 14 мм; 16 мм; 18 мм; 20 мм; 22 мм; 24 мм. Под клином вдоль всей его длины расположена свинцовая пластина толщиной 1 мм и шириной 10 мм. При проверке интроскопа определяется площадка клина, за которой еще видна свинцовая полоска. Толщина этой площадки говорит о проникающей способности излучения интроскопа. Шаг измерения проникающей способности равен 2 мм. Тест-объект-ТО-4 представляет собой латунную пластину размером 80x80x1 мм. В пластине имеются щели, которые образуют линейчатые решетки с параметрами 0,5 пар линий/мм, 0,33 пар/линий и 0,25 пар/линий мм. На экране интроскопа проверяется, на каких решетках различаются щели. Этот тест используется для проверки разрешающей способности интроскопа. Тест-объект ТО-5 представляет собой три стальные пластинки размером 25x30 мм каждая и толщиной: 0,15 мм; 0,1 мм; 0,05 мм. Этот тест определяет линейность проникающей способности интроскопа для малых толщин. При этом на экране монитора видны три градации плотности сине-серого цвета в зависимости от толщин этих пластинок. Размеры даны в миллиметрах, а для ТО-4 парах линий/мм. Проверка параметров изображения с помощью комплекта тест-объектов позволяет контролировать обнаружительные характеристики и сравнивать параметры обнаружения РТИ, поставляемых различными изготовителями, а также контролировать изменение параметров РТИ в процессе эксплуатации.
Недостатком данных технических решений является невозможность проверки выполнения требований ГОСТ Р 57238-2016 и ГОСТ Р 55249-2012 в части параметров обнаружения рентгено-телевизионных средств досмотра вещей, ручной клади, багажа пассажиров, членов экипажей ТС, персонала ОТИ и лиц, посещающих ОТИ, а также почты и бортовых запасов ТС в целях исключения проноса и доставки в контролируемые зоны ОТИ и на ТС взрывчатых веществ (ВВ), взрывных устройств (ВУ), оружия, боеприпасов, других предметов и веществ, запрещенных к перевозке на ТС.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка устройства для проверки параметров обнаружения рентгеновского досмотрового оборудования (РДО): рентгено-телевизионных интроскопов (РТИ) и рентгенотелевизионных интроскопов с применением компьютерной томографии (РТИКТ), применяемых для выявления на контрольно-пропускных пунктах (КПП) предметов и веществ, на перемещение которых в зону транспортной безопасности и ОТИ или ТС распространяются ограничения или запрет.
Данная задача решается благодаря тому, что устройство для проверки параметров обнаружения рентгеновского досмотрового оборудования, состоит из футляра, содержащего нижнюю и верхнюю части, при этом к нижней части прикреплено основание, к которому прикреплены тест-объекты, под которые в основании вырезаны отверстия, при этом тест-объекты расположены таким образом, что при просвечивании рентгеновскими лучами под различными углами одни тест-объекты не дают тень на расположенные рядом другие тест-объекты, а именно первый тест-объект расположен в левой верхней области нижней части футляра под плексигласовой пластиной и представляет собой отрезки медных проволок и ступенчатый алюминиевый клин, причем медные проволоки уложены в виде синусоиды с периодом 30 мм одна под другой на расстоянии 16 мм друг от друга, а ступенчатый алюминиевый клин расположен слева от медных проволок на плексигласовой пластине; второй тест-объект расположен ниже от ступенчатого алюминиевого клина и представляет собой твердое тело в виде параллелепипеда, состоящий из смеси порошкообразных материалов; третий тест-объект расположен в средней нижней части футляра и представляет собой стальной клин, на нижней грани которого вдоль всей её длины по центру расположена свинцовая пластина; четвертый тест-объект расположен справа от первого тест-объекта и представляет собой напаянные на основании линейчатые решётки из отрезков проволоки, образующие пары; пятый тест-объект расположен справа от четвёртого тест-объекта и представляет собой набор из стальных пластин, наклеенных на плексигласовую пластину, которая закреплена на основании; шестой тест-объект расположен справа от третьего тест-объекта и представляет собой твердое тело в виде параллелепипеда, состоящее из смеси порошкообразных материалов.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей, а именно получение более точных данных при измерении проникающей способности РДО, большая достоверность результатов проверки технических параметров РДО из-за отсутствия наложения теневых изображений тест-объектов при просвечивании в многоракурсных РТИ.
В сравнение с комплектом тест-объектов ТРТИ введены два инертных имитатора взрывчатых веществ – второй и шестой тест-объекты, увеличена толщина металлического клина – третьего тест-объекта и уменьшен шаг измерения проникающей способности РДО с 2 мм до 1 мм, исключены наложение теней тест-объектов 5, 6, 9 на тест-объекты 4, 7, 8.
Устройство для проверки параметров РДО: РТИ и РТИКТ, применяемых для выявления на контрольно-пропускных пунктах (КПП) предметов и веществ, на перемещение которых в зону транспортной безопасности и ОТИ или ТС распространяются ограничения или запрет.
Полезная модель предназначена для проверки обнаружительных параметров РДО всех типов в процессе настройки и эксплуатации.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
фиг.1–футляр с тест-объектами;
фиг. 2 – расположение тест-объектов на основании.
На фигурах обозначено: 1 – нижняя часть футляра; 2 – верхняя часть футляра; 3 – основание; 4 – первый тест-объект; 5 – второй тест-объект; 6 –третий тест-объект; 7 – четвертый тест-объект; 8 – пятый тест-объект; 9 – шестой тест-объект; 10 – плексигласовая пластина первого тест-объекта; 11 –ступенчатый алюминиевый клин первого тест-объекта; 12 – плексигласовая пластина пятого тест-объекта 8; 13 – свинцовая пластина третьего тест-объекта 6; 14 – медные проволоки.
Устройство для проверки параметров рентгеновского досмотрового оборудования состоит из пластмассового ударопрочного футляра прямоугольной или любой другой формы с тест-объектами 4-9. Размеры футляра: 340×275×83 мм.
Футляр состоит из нижней 1 и верхней 2 частей футляра (фиг.1). К нижней части 1 жестко прикреплено основание 3 прямоугольной или любой
другой формы из фольгированного стеклотекстолита марки FR4 с размерами 320х215х2 мм. На основании 3 просверлены четыре отверстия для крепления к нижней части 1 футляра. Для крепления тест-объектов 4-9 на основании 3 просверлено 8 отверстий диаметром 4 мм и 20 отверстий диаметром 5 мм. Под тест-объекты 4-9 в основании 3 вырезаны отверстия, чтобы при просвечивании устройства рентгеновскими лучами основание 3 не искажало изображение тест-объектов 4-9 на экране монитора. Основание 3 крепится при помощи винтов М4 к нижней части 1 футляра.
Все тест-объекты 4-9 расположены таким образом, что при просвечивании рентгеновскими лучами в интроскопе под различными углами тест-объекты 5, 6, 9 не дают тень на расположенные рядом плоские тест-объекты 4,7, 8 (фиг.2). Отсутствие теней на находящихся рядом тест-объектах обусловлено их взаимным расположением, расстояниями между тест-объектами (от 20 мм между тест-объектами 4 и 5, до 50 мм между тест-объектами 6 и 1), их геометрическими размерами. Этим достигается высокая достоверность результатов проверки параметров обнаружения РДО.
Первый тест-объект 4, третий тест-объект 6, четвертый тест-объект 7, пятый тест-объект 8 – имитаторы элементов взрывных устройств.
Второй тест-объект 5 и шестой тест-объект 9– инертные имитаторы взрывчатых веществ (ВВ), не содержащие ВВ.
Первый тест-объект 4 расположен в левой верхней области нижней части 1 футляра и представляет собой отрезки медных проволок 14 диаметрами 0,08 мм, 0,1 мм, 0,12 мм, 0,15 мм, 0,19 мм, уложенных в виде синусоиды с периодом 30 мм одна под другой на расстоянии 16,0 мм друг от друга под плексигласовую пластину 10 толщиной 1 мм, шириной 100 мм, длиной 140 мм. Проволоки 14 крепятся под плексигласовую пластину 10 клеем или скотчем. Плексигласовая пластина 10 крепится к основанию 3 винтами М3. А также первый тест-объект 4 содержит ступенчатый алюминиевый клин 11, который расположен слева от проволок 14 на плексигласовой пластине 10. Размеры ступеней клина 11: 100×30×11,1 мм, 100×30×7,9 мм, 100×30×4,8 мм. Клин 11 закрывает участок проволок в 90 мм. При проверке на интроскопе определяется диаметр проволоки 14 и ступень клина 11, за которой она видна. Тест-объект 4 служит для определения обнаружительной способности интроскопа. Винтами М3 к основанию 3 одновременно крепятся плексигласовая пластина 10 и ступенчатый алюминиевый клин 11.
3
Второй тест-объект 5расположен ниже от ступенчатого алюминиевого клина 11и представляет собой твердое тело в виде параллелепипеда с размерами 65×65×32 мм, массой 200 г, состоящий из смеси порошкообразных материалов. В качестве порошкообразных материалов использованы нитрат алюминия 9-водный в количестве 29-37 мас.%, меламин в количестве 15-21 мас.% и графит в количестве 42-56 мас.%. Плотность твердого тела составляет 1,4-1,7 г/см. Второй тест-объект 5 заключён в герметичную оболочку, сверху защищённую картонной коробкой. Второй тест-объект 5 крепится к основанию 3 с помощью трёх кабельных стяжек длиной 300 мм, продеваемых через отверстия в основании 3 диаметром 5 мм.
Третий тест-объект 6 расположен в средней нижней части 1 футляра и представляет собой стальной клин из стали марки Ст45. Размеры клина 175×50 мм с толщиной от 15 до 50 мм. Крепится клин 6 к основанию 3 с помощью четырёх винтов М4, заворачиваемых в тело клина 6. На нижней грани клина 6 вдоль всей её длины по центру расположена свинцовая пластина 13 с размерами 175×10×1 мм, то есть пластина 13 расположена под клином 6. Свинцовая пластина 13 крепится к грани клина с помощью клея.
Четвертый тест-объект 7 расположен в средней области верхней части основания 3, то есть справа от первого тест-объекта 4 и представляет собой шесть линейчатых решёток, образующих три пары. Первая пара расположена слева, вторая пара – посередине, третья пара – справа. Для каждой решётки в основании 3 вырезаны отверстия. В каждой паре решётки расположены перпендикулярно друг к другу. Решётки образованы отрезками проволок, напаянными на основание 3. Диаметр проволок первой пары равен 1 мм, второй пары – 1,5 мм, третьей пары – 2 мм. Проволоки напаяны с шагом, равным диаметру проволок.
Пятый тест-объект 8 расположен справа от четвёртого тест-объекта 7 и представляет собой набор из трёх стальных пластин с размерами 20×15×0,05 мм, 30×15×0,1 мм, 20×15×0,15 мм, наклеенных на плексигласовую пластину 12, закреплённую снизу на основании 3 с помощью винтов М3.
3
Шестой тест-объект 9расположен в области нижнего правого угла нижней части 1 футляра, то есть справа от третьего тест-объекта 6 и представляет собой твёрдое тело в виде параллелепипеда с размерами 65×65×65 мм, массой 400 г, состоящее из смеси порошкообразных материалов. В качестве порошкообразных материалов использованы нитрат алюминия 9-водный в количестве 29-37 мас.%, меламин в количестве 15-21 мас.% и графит в количестве 42-56 мас.%. Плотность твердого тела составляет 1,4-1,7 г/см. Шестой тест-объект 9 заключён в герметичную оболочку, сверху защищённую картонной коробкой. Шестой тест-объект 9 крепится к основанию 3 с помощью трёх кабельных стяжек длиной 300 мм, продеваемых через отверстия в основании 3 диаметром 5 мм.
Первый тест-объект 4 предназначен для проверки обнаружительной способности – способности РДО обнаруживать медную проволоку диаметрами 0,08 мм, 0,10 мм, 0,12 мм, 0,15 мм, 0,19 мм, в том числе за алюминиевым клином с толщинами 4,8 мм, 7,9 мм, 11,1 мм.
Алюминиевый клин 11 первого тест-объекта 4 в сочетании со вторым тест-объектом 5 предназначен для проверки различающей способности – возможности различать по цвету окрашивания на экране монитора РДО материалы с различными атомными номерами: как правило, неорганика (алюминиевый клин) окрашивается в сине-зелёный цвет, органика (второй тест-объект 5) – в жёлто-оранжевый цвет.
Второй тест-объект 5 как инертный имитатор ВВ для предназначен для проверки способности программного обеспечения РДО автоматически выделять в ручной клади вещества с плотностями и эффективными атомными номерами, соответствующими ВВ.
Третий тест-объект 6 – для проверки проникающей способности рентгеновского излучения, то есть позволяет определить максимальную толщину стали, прозрачной для рентгеновского излучения. При проверке определяется максимальная толщина клина, за которой еще видна свинцовая пластина с шагом измерения толщины клина 1 мм.
Четвертый тест-объект 7 – для проверки разрешающей способности РДО, то есть возможности разрешать размеры полос металлической решётки на экране монитора с параметрами 0,50 пар линий/мм, 0,33 пар линий/мм, 0,25 пар линий/мм.
Пятый тест-объект 8 – для проверки линейности проникающей способности РДО для малых толщин стали, характеризуемой отображением на экране монитора разными градациями плотности зелёно-серого цвета для разных толщин.
Шестой тест-объект 9– для проверки способности программного обеспечения РДО автоматически выделять в ручной клади, багаже, грузах и бортовых запасах вещества с плотностями и эффективными атомными номерами, соответствующими ВВ.
Нижняя часть футляра 1 с тест-объектами 4-9 закрывается сверху верхней частью футляра 2 и фиксируется пластмассовыми защёлками, расположенными на верхней части футляра 2.
Конструкция основания 3 и каждого тест-объекта позволяет изменить любой из тест-объектов 4-9 в соответствии с возможными изменениями требований к параметрам обнаружения РДО. Это достигается креплением тест-объектов 4-9 на основании 3 с помощью винтовых соединений и пластмассовых стяжек. Исполнение основания из фольгированного стеклотекстолита позволяет изменять обозначения тест-объектов 4-9 и надписи в процессе изготовления.
Эксплуатация, транспортирование, хранение и утилизация тест-объектов 4-9 не требует специального разрешения.
Полезная модель работает следующим образом.
РДО включается в соответствии с его инструкцией по эксплуатации. Далее футляр устанавливается на движущуюся ленту, которая подает футляр в камеру РДО, на экране появляется проекция содержимого футляра. Проверка РДО осуществляется методом оценки изображения на экране монитора интроскопа при просвечивании устройства рентгеновскими лучами. Анализ изображения на экране монитора проводится последовательно по тест-объектам 4-9 от первого до последнего.
Анализ изображения первого тест-объекта 4 заключается в определении минимального диаметра медной проволоки 14, видимой на экране монитора до алюминиевого клина 11 и диаметра проволоки, видимой под ступенями клина 11 толщиной 4,8 мм, 7,9 мм и 11,1 мм. Изображение алюминиевого клина 11 должно окрашиваться в зелёный цвет.
Анализ изображения второго тест-объекта 5 сводится к констатации того, что он должен быть окрашен в жёлто-оранжевый цвет как органическое вещество и выделен контуром, свидетельствующим о том, что программное обеспечение интроскопа способно обнаруживать взрывчатые вещества в ручной клади пассажиров.
При анализе изображения третьего тест-объекта 6 определяется максимальная толщина клина, за которой еще видна свинцовая пластина 13, для чего на основании 3 вытравлены деления из медной фольги с нанесённым на них слоем припоя, видимые на экране монитора, позволяющие измерить толщину клина с точностью до 1 мм.
Анализ изображения четвёртого тест-объекта 7 заключается в определении, насколько чётко видны на экране монитора медные проволоки, образующие решётки, и промежутки между ними.
При анализе изображения пятого тест-объекта 8 отмечают различие в оттенках окрашивания в зелёно-серый цвет тонких стальных пластин различной толщины.
Анализ изображения шестого тест-объекта 9 сводится к констатации того, что он должен быть окрашен в жёлто-оранжевый цвет и выделен контуром, свидетельствующим о том, что программное обеспечение интроскопа способно обнаруживать взрывчатые вещества в ручной клади, багаже, грузах и бортовых запасах.
Преимущества данного устройства для проверки параметров рентгеновского досмотрового оборудования заключаются в том, что минимальный диаметр медной проволоки для проверки обнаружительной способности уменьшен до 0,08 мм, толщина стального клина, применяемого для проверки проникающей способности увеличена до 50 мм, уменьшен шаг измерения проникающей способности с 2 мм до 1 мм в тест-объекте 6 и введены инертные имитаторы взрывчатых веществ (ВВ) для проверки способности программного обеспечения РДО автоматически выделять в ручной клади, багаже, грузах и бортовых запасах вещества с плотностями и атомными номерами, соответствующими ВВ, что в настоящее время стандартизировано для производителей отечественного и зарубежного РДО.
Данные изменения рассматриваемой полезной модели соответствуют требованиям к проверке обнаружительных параметров РДО, приведённых в нормативных документах:
1. Указание Росавиации АН1.06-4709 от 21.12.2011 г.;
2. Руководство по авиационной безопасности ИКАО № 8973 изд. 2019, ред. 11, пп.7.6.3.8 и7.6.3.9;
3. ГОСТ Р 55249-2012;
4. ГОСТ Р 57238-2016.
Методика применения устройства для проверки параметров рентгеновского досмотрового оборудования соответствует правилам и процедурам проверки обнаружительных характеристик РДО, определенных в Руководстве по использованию устройства для проверки параметров рентгеновского досмотрового оборудования, утвержденных Департаментом авиационной безопасности и специального обеспечения полетов Минтранса России от 16.10.2001г.
Параметры тест-объектов 4-9 соответствуют минимальным требованиям к качеству изображения, установленным европейским законодательством, определенные в главе 12 и Приложении 6-J к решению комиссии 2015 года (8005).