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X射線機(jī)不是計(jì)量器具
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
關(guān)于X射線機(jī)(有時(shí)也稱為X射線探傷機(jī))是否是計(jì)量器具問題,現(xiàn)在已是一個(gè)受到無損檢測(cè)界廣泛關(guān)注的問題。正確地認(rèn)識(shí)X射線機(jī)的屬性,是一個(gè)重要的問題,它不僅涉及對(duì)X射線機(jī)的認(rèn)識(shí),而且也直接涉及正確執(zhí)行國(guó)家計(jì)量法規(guī)問題。目前,由于某些原因,已造成了一些混亂的認(rèn)識(shí)。產(chǎn)生了一些不良的影響。因此,有必要以科學(xué)的態(tài)度討論這個(gè)問題,以便得出正確的結(jié)論。本文從計(jì)量學(xué)的基本理論、國(guó)家的計(jì)量法規(guī)和多年從事射線檢測(cè)工作積累的對(duì)X射線機(jī)的認(rèn)識(shí),提出對(duì)X射線機(jī)屬性的看法,希望有助于對(duì)X射線機(jī)是否是計(jì)量器具問題給出正確的認(rèn)識(shí)。
1X射線機(jī)不具有計(jì)量器具的特性
計(jì)量學(xué)的基本理論指出[1],計(jì)量就是測(cè)量,但它嚴(yán)于一般測(cè)量,“它是量值準(zhǔn)確統(tǒng)一的測(cè)量”。計(jì)量器具有四個(gè)特點(diǎn):精確性、一致性、溯源性、法制性。因此,計(jì)量必須使用計(jì)量器具。計(jì)量器具具有的主要特征是[2]:“標(biāo)稱范圍、測(cè)量精確度(準(zhǔn)確度)、靈敏度、鑒別力、鑒別力閾、(指示器)分辨力、作用速度、穩(wěn)定度”。正是由于計(jì)量器具具有的這些特征,才保證了給出的測(cè)量結(jié)果具有精確性、一致性、溯源性、法制性。
眾所周知,X射線(探傷)機(jī)的基本構(gòu)成為四部分:射線發(fā)生器(X射線管)、高壓發(fā)生器、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。直到目前,我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(JB/T 7412固定式(移動(dòng)式)X射線探傷機(jī)、JB/T 7413攜帶式X射線探傷機(jī))對(duì)X射線機(jī)規(guī)定的技術(shù)條件,可分為四個(gè)方面:使用條件要求、技術(shù)性能要求、安全性能要求、外觀與標(biāo)志等的要求。其中技術(shù)性能的主要指標(biāo)是:其可以使用的管電壓范圍、可以使用的管電流范圍、焦點(diǎn)尺寸、連續(xù)工作時(shí)間等,也就是X射線機(jī)的工作負(fù)載特性。表1是國(guó)內(nèi)外X射線機(jī)生產(chǎn)廠通常給出的(攜帶式)X射線機(jī)的主要性能,也是使用人員在選擇X射線機(jī)時(shí),對(duì)X射線機(jī)考慮的主要性能方面。
顯然,從這里給出的X射線機(jī)特性,人們不能確定X射線機(jī)是測(cè)定何種量的設(shè)備,當(dāng)然也就不能確定X射線機(jī)測(cè)量應(yīng)采用的法定計(jì)量單位。實(shí)際上,在這些X射線機(jī)的主要特性中,不包含任何測(cè)量性質(zhì)的特性,因此也就不含有測(cè)量的標(biāo)稱范圍、測(cè)量精確度(準(zhǔn)確度)、靈敏度、鑒別力、鑒別力閾、(指示器)分辨力、作用速度、穩(wěn)定度等特性。當(dāng)然也就不會(huì)給出計(jì)量要求的具有精確性、一致性、溯源性、法制性的測(cè)量結(jié)果。
實(shí)際上,正如經(jīng)常將X射線機(jī)稱為X射線源一樣,X射線機(jī)的功能就是產(chǎn)生X射線。X射線機(jī)是一種產(chǎn)生X射線的設(shè)備,是一種在一定程度內(nèi)可控的產(chǎn)生X射線的設(shè)備。
除了工業(yè)探傷(射線檢測(cè))外,X射線機(jī)還可以應(yīng)用在許多不同的方面或領(lǐng)域,如醫(yī)療診斷、輻射保鮮、輻射改性、文物考古、機(jī)場(chǎng)和車站的物品安全檢查、海關(guān)反走私與毒品檢查、工藝過程的動(dòng)態(tài)研究、彈道研究等等。除了特殊制做的X射線機(jī)可作為標(biāo)準(zhǔn)輻射源外,一般的X射線機(jī)無論在哪個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用,都只能是作為X射線源。不同的是,在某些領(lǐng)域(如醫(yī)療、輻射改性等)應(yīng)用時(shí),其輸出的輻射量必須經(jīng)過計(jì)量器具測(cè)量,以達(dá)到能夠準(zhǔn)確地控制其輸出的輻射量。在工業(yè)探傷領(lǐng)域X射線機(jī)的作用,與陽光下觀察物體時(shí)太陽的作用一樣,與燈光下觀察物體時(shí)燈的作用也一樣,其作用就在于,它作為一種特殊的光源,幫助人們看到在可見光下不能看到的物體內(nèi)部的情況。而在其他領(lǐng)域,X射線機(jī)的具體作用,有的與在工業(yè)探傷領(lǐng)域X射線機(jī)的作用相同(如安全檢查等),有的則不完全相同,如在輻射改性中更多的是利用X射線光量子與物質(zhì)的作用,它需要控制的不僅是輻射的量,而且需要控制輻射的能譜。
也就是說,在X射線機(jī)的各種實(shí)際應(yīng)用中,其作用也是產(chǎn)生X射線,并不完成測(cè)量任何量,不完成計(jì)量學(xué)中的直接測(cè)量,也不完成計(jì)量學(xué)中的間接測(cè)量。
這些基本的科學(xué)事實(shí)說明,無論是X射線機(jī)本身的特性,或是X射線機(jī)的實(shí)際應(yīng)用,X射線機(jī)都未產(chǎn)生計(jì)量器具具有的特性。因此,應(yīng)該認(rèn)為,X射線機(jī)不具有計(jì)量器具的特性。也就是說,X射線機(jī)不是計(jì)量器具。
2《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》未列入X射線探傷機(jī)
某些人,包括少數(shù)執(zhí)法人員以在《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中列有“無損檢測(cè)儀”為由,認(rèn)為X射線機(jī)是計(jì)量器具。
確實(shí),在《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中列有“無損檢測(cè)儀”。但必須指出的是,該目錄是在“力學(xué)計(jì)量器具”類中列出了“無損檢測(cè)儀”,也就是,所列出的“無損檢測(cè)儀”是隸屬于“力學(xué)計(jì)量器具”類,這應(yīng)是常識(shí)性的知識(shí)。
實(shí)際上,在《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中共列出了12類計(jì)量器具,即長(zhǎng)度計(jì)量器具、熱學(xué)計(jì)量器具、力學(xué)計(jì)量器具、電磁學(xué)計(jì)量器具、無線電計(jì)量器具、時(shí)間頻率計(jì)量器具、聲學(xué)計(jì)量器具、光學(xué)計(jì)量器具、電離輻射計(jì)量器具、物理化學(xué)計(jì)量器具、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、專用計(jì)量器具。顯然,《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》是按照計(jì)量學(xué)的研究,以嚴(yán)格的體系和邏輯建立的一個(gè)嚴(yán)格的體系目錄(盡管其存在一些明顯的不足)。
在國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局計(jì)量司編輯的《中華人民共和國(guó)計(jì)量法規(guī)目錄》(2004版)中,在力學(xué)計(jì)量目錄下列出的分項(xiàng)目題目是:“質(zhì)量、容量、密度、壓力、真空、流量、測(cè)力、硬度”。計(jì)量學(xué)研究的權(quán)威專家指出[1],目前“比較成熟和普遍開展的計(jì)量科技領(lǐng)域有幾何量(亦稱長(zhǎng)度)、熱學(xué)、力學(xué)、電磁、無線電、時(shí)間頻率、聲學(xué)、光學(xué)、化學(xué)和電離輻射計(jì)量,即所謂的十大計(jì)量”。其中力學(xué)計(jì)量是“計(jì)量學(xué)中開展最早的領(lǐng)域之一,力學(xué)計(jì)量包括質(zhì)量、容量、密度、力值、重力加速度、硬度以及振動(dòng)與沖擊等計(jì)量測(cè)試”。這就是計(jì)量器具分類、力學(xué)計(jì)量?jī)?nèi)容的基本關(guān)系。因此,《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中在力學(xué)計(jì)量器具中列出的“無損檢測(cè)儀”,在邏輯關(guān)系上,顯然從屬于力學(xué)計(jì)量器具,只能是測(cè)量力學(xué)量的無損檢測(cè)儀器。
另一方面,眾所周知,在計(jì)量學(xué)中,涉及放射性的計(jì)量器具,明確地劃在電離輻射計(jì)量器具類中。因此,涉及X射線的計(jì)量器具,只能劃入電離輻射類計(jì)量器具,而不可能列在“力學(xué)計(jì)量器具”類中,這也是基本的知識(shí)。
這些基本的計(jì)量學(xué)知識(shí)告訴我們,從《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》在“力學(xué)計(jì)量器具”類中列有“無損檢測(cè)儀”這個(gè)事實(shí),并不能給出X射線(探傷)機(jī)已列入計(jì)量器具目錄的結(jié)論。不應(yīng)該、也不能主觀地將《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中列出的“無損檢測(cè)儀”任意地?cái)U(kuò)展其含義。
少數(shù)人,為了論證在《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中在力學(xué)計(jì)量器具中列出的“無損檢測(cè)儀”包括X射線機(jī),競(jìng)?cè)徽J(rèn)為,《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》不是按照測(cè)量量分類,并舉例說,目錄中把不是測(cè)量力學(xué)量的“速度表”、“里程表”、“煤氣表”等列入“力學(xué)計(jì)量器具”類就是證明。這些說法,如果不是對(duì)《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》的故意歪曲,則只能是缺少計(jì)量學(xué)基本知識(shí)的表現(xiàn)。
3JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》是一個(gè)錯(cuò)誤的規(guī)程
在《中華人民共和國(guó)依法管理的計(jì)量器具目錄》中列出的“無損檢測(cè)儀”包含X射線機(jī)的說法被科學(xué)地否定之后,某些人員最后以存在JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程為由,堅(jiān)持X射線機(jī)需要按計(jì)量器具管理。因此,必須指出,JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程是一個(gè)存在根本性錯(cuò)誤、是一個(gè)不能執(zhí)行的規(guī)程。
JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程的最初版本是JJG40-93《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程。盡管它以國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局的名義發(fā)布,但由于其存在根本性的錯(cuò)誤,因此,從其發(fā)布以來十多年的時(shí)間,從未受到重視,有關(guān)射線檢測(cè)技術(shù)和方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等從不引用這個(gè)規(guī)程。計(jì)量學(xué)的基本知識(shí)要求,計(jì)量檢定規(guī)程應(yīng)是“為評(píng)定計(jì)量器具的計(jì)量性能、作為檢定依據(jù)的具有國(guó)家法定性的技術(shù)文件”[3]。計(jì)量檢定所要評(píng)定的計(jì)量器具的性能主要是計(jì)量器具的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度、靈敏度等,確保使用的計(jì)量器具合格,從而確保量值的統(tǒng)一、確保量值的溯源性。JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程的主要規(guī)定內(nèi)容,不符合計(jì)量檢定規(guī)程的基本要求。
在JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》第4章概述中,對(duì)X射線探傷機(jī)作出了這樣的定義:“X射線探傷機(jī)是指用于工業(yè)產(chǎn)品部件無損檢測(cè)的X射線探傷機(jī)。它是通過高速電子轟擊陽極靶產(chǎn)生X射線,透照被檢驗(yàn)的部件,并在膠片或其他成像裝置上得到部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像,判斷被檢驗(yàn)部件有無缺陷的一種裝置”。按照J(rèn)JG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程的這段敘述,X射線探傷機(jī)應(yīng)是“判斷被檢驗(yàn)部件有無缺陷”的裝置。第一,“缺陷”不是一個(gè)物理量,第二,“判斷”不是測(cè)量,更不是計(jì)量。顯然,從“概述”開始,JJG40-2001本身已否定了其作為“檢定規(guī)程”應(yīng)具有的特性。在JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》中,為了形式上符合計(jì)量檢定規(guī)程的要求,給出了7項(xiàng)X射線機(jī)的“計(jì)量性能要求”:
(1)空氣比釋動(dòng)能率:主射線束距焦點(diǎn)600 mm處的空氣比釋動(dòng)能率。
(2)穿透力:X射線探傷機(jī)的射線貫穿物質(zhì)層的最大厚度值(A3鋼)。
(3)重復(fù)性:主射線束空氣比釋動(dòng)能率單次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。
(4)輻射角:規(guī)定的是輻射角與標(biāo)稱值的偏差要求。
(5)計(jì)時(shí)器誤差:機(jī)帶計(jì)時(shí)器的誤差。
(6)透照靈敏度:≤1.8%。
(7)漏射線空氣比釋動(dòng)能率:額定工作條件下距焦點(diǎn)1 m處的漏射線的空氣比釋動(dòng)能率限定值,但規(guī)定周向機(jī)不需要測(cè)量。
這7項(xiàng)所謂的“計(jì)量性能要求”,除第一項(xiàng)外,基本是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7412和JB/T 7413中對(duì)X射線機(jī)技術(shù)性能的規(guī)定,而規(guī)定的“檢定方法”,則基本是JB/T 9402關(guān)于X射線機(jī)技術(shù)性能的測(cè)定方法,但作了多處錯(cuò)誤刪改。
實(shí)際上,這7項(xiàng)所謂的“計(jì)量性能要求”中,前面三項(xiàng)是關(guān)于X射線機(jī)產(chǎn)生的X射線的量、能譜、輻射輸出穩(wěn)定性的要求;第四項(xiàng)是對(duì)X射線機(jī)結(jié)構(gòu)中窗口設(shè)計(jì)和制造安裝質(zhì)量的要求;第五項(xiàng)是對(duì)X射線機(jī)配備的計(jì)時(shí)器的誤差的要求;第七項(xiàng)是對(duì)X射線機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的要求;而第六項(xiàng)對(duì)于X射線機(jī)則是一項(xiàng)不存在的性能和錯(cuò)誤的要求規(guī)定,同時(shí)也不符合計(jì)量器具靈敏度的概念。
必須指出,在X射線機(jī)的技術(shù)性能中,“穿透力”是X射線機(jī)“在射線照相檢驗(yàn)中,在特定的條件下、在額定的工作參數(shù)下、對(duì)某種材料(通常用鋼)可檢驗(yàn)的最大厚度”的簡(jiǎn)稱。通過這個(gè)指標(biāo),可以間接地綜合評(píng)定X射線機(jī)輻射輸出的量和能譜。
另外,計(jì)量器具的“靈敏度”不同于“射線照相靈敏度”(JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程稱為“透照靈敏度”)。按計(jì)量學(xué),計(jì)量器具的靈敏度被規(guī)定為[4]:“測(cè)量?jī)x器的響應(yīng)變化除以相應(yīng)的激勵(lì)變化”也就是計(jì)量器具響應(yīng)變化與引起該變化的激勵(lì)值(被測(cè)量值)變化之比。它表示計(jì)量器具對(duì)被測(cè)量的量變化的反應(yīng)能力。通常它可表示為
式中S―計(jì)量器具的靈敏度
△L―被觀測(cè)量的增量
△X―被測(cè)量的增量
當(dāng)式中分子和分母為同一類量時(shí),靈敏度也稱為“放大比”或“放大倍數(shù)”。“射線照相靈敏度”表示的是,在射線照相檢驗(yàn)中、某厚度下可識(shí)別的細(xì)節(jié)(像質(zhì)計(jì))尺寸與該厚度的百分比。對(duì)同一臺(tái)X射線機(jī),采用不同的射線照相檢驗(yàn)技術(shù)得到的射線照相檢驗(yàn)靈敏度可以不同;對(duì)同一級(jí)別的射線照相檢驗(yàn)技術(shù),對(duì)不同的厚度得到的射線照相檢驗(yàn)靈敏度值也會(huì)不同。它并不是X射線機(jī)的性能指標(biāo),更不是X射線機(jī)的計(jì)量性能指標(biāo)。
可以看出,從這7項(xiàng)所謂的“計(jì)量性能要求”,人們無法建立它們與“缺陷”這個(gè)量的測(cè)量的關(guān)系,不能給出它們是如何評(píng)定X射線探傷機(jī)對(duì)缺陷測(cè)量的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度、靈敏度等。顯然,JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程與計(jì)量檢定規(guī)程的要求不相符合。其原因就在于,X射線機(jī)不是計(jì)量器具,無法給出X射線機(jī)計(jì)量性能指標(biāo)。
JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》雖然以“計(jì)量檢定規(guī)程”發(fā)布,但它并不具有計(jì)量檢定規(guī)程的內(nèi)容和意義,因此,實(shí)際上并不是一個(gè)計(jì)量檢定規(guī)程。此外,其在概念上、理論上均存在錯(cuò)誤,在可操作性方面也存在很大問題,其對(duì)X射線機(jī)給出的結(jié)論性評(píng)定對(duì)實(shí)際的射線檢測(cè)工作無意義。關(guān)于JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程問題的更多分析,可參見文獻(xiàn)[5]。
基于對(duì)JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》上述的認(rèn)識(shí),我們認(rèn)為JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》存在根本性的錯(cuò)誤,是一個(gè)不能執(zhí)行的規(guī)程,因此也就不能作為X射線機(jī)是計(jì)量器具的依據(jù)。
對(duì)JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》檢定規(guī)程,建議暫停執(zhí)行,并盡快經(jīng)過法定程序撤消。以減少和消除由于JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》造成的混亂和不良后果。
4旁證
在《中華人民共和國(guó)計(jì)量法》(1985年9月6日中華人民共和國(guó)主席令第28號(hào)公布)中,有如下條文:第十六條進(jìn)口的計(jì)量器具,必須經(jīng)省級(jí)以上人民政府計(jì)量行政部門檢定合格后,方可銷售。”眾所周知,我國(guó)多年來已從國(guó)外進(jìn)口了數(shù)以萬計(jì)的各種型號(hào)的X射線機(jī),已銷售到各個(gè)工業(yè)部門,從過去到現(xiàn)在,從未被要求執(zhí)行《中華人民共和國(guó)計(jì)量法》第十六條的上述規(guī)定。原因就在于,X射線機(jī)不是計(jì)量器具。
5結(jié)論
計(jì)量學(xué)的基本理論指出,X射線機(jī)不具有計(jì)量器具的屬性。國(guó)家的計(jì)量法規(guī)并未將X射線機(jī)定為計(jì)量器具。JJG40-2001《X射線探傷機(jī)》雖然以“計(jì)量檢定規(guī)程”發(fā)布,但它并不具有計(jì)量檢定規(guī)程的內(nèi)容和意義,其在概念上、理論上均存在錯(cuò)誤,因此,實(shí)際上它并不是一個(gè)計(jì)量檢定規(guī)程。理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)都指出,X射線機(jī)不是計(jì)量器具,這是對(duì)X射線機(jī)屬性正確的認(rèn)識(shí)。
摘自：中國(guó)計(jì)量測(cè)控網(wǎng)
