ISO 16371-1:2011

Non-destructive testing — Industrial computed radiography with storage phosphor imaging plates — Part 1: Classification of systems

ISO 16371-1:2011 specifies fundamental parameters of computed radiography systems with the aim of enabling satisfactory and repeatable results to be obtained economically. The techniques are based both on fundamental theory and test measurements. ISO 16371-1:2011 specifies the performance of computed radiography (CR) systems and the measurement of the corresponding parameters for the system scanner and storage phosphor imaging plate (IP). It describes the classification of these systems in combination with specified metal screens for industrial radiography. It is intended to ensure that the quality of images, as far as this is influenced by the scanner-IP system, is in conformity with the requirements of ISO 16371-2. ISO 16371-1:2011 relates to the requirements of film radiography defined in ISO 11699-1. ISO 16371-1:2011 defines system tests at different levels. More complicated tests are described, which allow the determination of exact system parameters. They can be used to classify the systems of different suppliers and make them comparable for users. These tests are specified as manufacturer tests. Some of them require special tools, which are usually not available in user laboratories. Therefore, simpler user tests are also described, which are designed for a fast test of the quality of CR systems and long term stability. There are several factors affecting the quality of a CR image including geometrical un-sharpness, signal/noise ratio, scatter and contrast sensitivity. There are several additional factors (e.g. scanning parameters), which affect the accurate reading of images on exposed IPs using an optical scanner. The quality factors can be determined most accurately by the manufacturer tests as described in ISO 16371-1:2011. Individual test targets, which are recommended for practical user tests, are described for quality assurance. These tests can be carried out either separately or by the use of the CR Phantom (Annex B). This CR Phantom incorporates many of the basic quality assessment methods and those associated with the correct functioning of a CR system, including the scanner, for reading exposed plates and in correctly erasing IPs for future use of each plate. The CR System classes in ISO 16371-1:2011 do not refer to any particular manufacturer's Imaging Plates. A CR system class results from the use of a particular imaging plate together with the exposure conditions (particularly total exposure), the scanner type and the scanning parameters.

Essais non destructifs — Radiographie industrielle numérisée avec des plaques-images au phosphore — Partie 1: Classification des systèmes

L'ISO 16371-1:2011 spécifie les paramètres fondamentaux de radiographie numérique avec écrans photostimulables permettant d'obtenir des résultats satisfaisants et reproductibles de façon économique. Les techniques sont basées à la fois sur la théorie fondamentale et sur des mesurages d'essai. L'ISO 16371-1:2011 spécifie les performances de systèmes de radiographie numérique et le mesurage des paramètres correspondants relatifs au lecteur numériseur du système et à l'écran photostimulable à mémoire. Il décrit la classification de ces systèmes combinés à des écrans renforçateurs métalliques spécifiés pour la radiographie industrielle. Il est destiné à assurer la conformité de la qualité des images aux exigences de l'ISO 16371-2, dans la mesure où cette qualité dépend du système lecteur numériseur‑écrans photostimulables utilisé. L'ISO 16371-1:2011 est liée aux exigences de la radiographie par film définie dans l'ISO 11699-1. L'ISO 16371-1:2011 définit des essais de systèmes à différents niveaux. Des essais plus complexes sont décrits, lesquels permettent de déterminer les paramètres exacts des systèmes. Ces essais peuvent être utilisés pour classer les systèmes de différents fournisseurs et les rendre comparables pour les utilisateurs. Ces essais sont spécifiés comme étant des essais fabricant. Quelques-uns nécessitent des outils spéciaux, qui ne sont généralement pas disponibles dans les laboratoires utilisateurs. Par conséquent, des essais utilisateurs plus simples sont également décrits, lesquels sont conçus pour tester rapidement la qualité des systèmes de radiographie numérique et leur stabilité à long terme. Plusieurs facteurs affectent la qualité de l'image radiographique numérique, entre autres le flou géométrique, le rapport signal/bruit, le diffusé et la sensibilité au contraste. D'autres facteurs supplémentaires (par exemple les paramètres de balayage) affectent l'exactitude de lecture des images sur des écrans photostimulables exposés, utilisant un lecteur numériseur optique. Les facteurs de qualité peuvent être déterminés avec le plus d'exactitude par les essais fabricant comme décrit dans l'ISO 16371-1:2011. Les cibles d'essai individuelles recommandées pour les essais utilisateurs pratiques sont décrites pour l'assurance de la qualité. Ces essais peuvent être réalisés soit séparément, soit en utilisant un fantôme de radiographie numérique (Annexe B). Ce fantôme englobe de nombreuses méthodes d'évaluation de la qualité de base ainsi que des méthodes associées au bon fonctionnement d'un système de radiographie numérique comprenant le lecteur numériseur, pour lire les écrans photostimulables exposés et effacer correctement chacun des écrans photostimulables en vue de leur réutilisation. Les classes de systèmes de radiographie numérique indiquées dans l'ISO 16371-1:2011 ne se réfèrent pas aux écrans photostimulables de fabricants en particulier. Une classe de systèmes de radiographie numérique résulte de l'utilisation d'un écran photostimulable particulier ainsi que des conditions d'exposition, en particulier l'exposition totale, du type de lecteur numériseur et des paramètres de balayage.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 12-Sep-2011
• ICS: 19.100 - Non-destructive testing
• Technical Committee: ISO/TC 135/SC 5 - Radiographic testing
• Drafting Committee: ISO/TC 135/SC 5 - Radiographic testing
• Current Stage: 9092 - International Standard to be revised
• Completion Date: 13-Jul-2023

Relations

• Parent: ISO 679:1989 - Methods of testing cements — Determination of strength
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16371-1
First edition
2011-10-01

Non-destructive testing — Industrial
computed radiography with storage
phosphor imaging plates —
Part 1:
Classification of systems
Essais non destructifs — Radiographie industrielle numérisée avec des
plaques-images au phosphore —
Partie 1: Classification des systèmes




Reference number
ISO 16371-1:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 16371-1:2011(E)

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Published in Switzerland

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ISO 16371-1:2011(E)
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Personnel qualification . 3
5 CR quality indicators . 3
5.1 Description of CR quality indicators for user and manufacturer tests . 3
5.1.1 General . 3
5.1.2 Contrast sensitivity quality indicator . 3
5.1.3 Duplex wire quality indicator . 3
5.1.4 Converging line pair quality indicator . 3
5.1.5 Linearity quality indicators . 3
5.1.6 T-target . 4
5.1.7 Scanner slipping quality indicator . 4
5.1.8 Shading quality indicator. 4
5.1.9 Central beam alignment quality indicator (BAM-snail) . 4
5.2 Application procedures for CR quality indicators . 4
5.2.1 General . 4
5.2.2 Exposure of CR quality indicators (user test) . 4
5.2.3 Initial assessment of CR quality indicators (user test) . 4
5.2.4 Periodical control (user test) . 5
5.3 Imaging plate fading . 5
6 Procedure for quantitative measurement of image quality parameters . 5
6.1 Measurement of the normalized Signal-to-Noise Ratio . 5
6.1.1 Step Exposure Method (manufacturer test) . 5
6.1.2 Step Wedge Method (manufacturer test and enhanced user test) . 8
6.1.3 Contrast sensitivity measurement (manufacturer and user test) . 9
6.2 Measurement of minimum read-out intensity of computed radiographs (manufacturer
procedure) . 9
6.3 Determination of un-sharpness . 10
6.3.1 General . 10
6.3.2 MTF-method (manufacturer test) . 10
6.3.3 Duplex wire method (manufacturer and user test) . 11
6.3.4 Converging line pair quality indicators (manufacturer and user test) . 12
6.4 Other tests . 12
6.4.1 Geometric distortions (manufacturer and user test) . 12
6.4.2 Laser beam function (manufacturer and user test) . 12
6.4.3 Blooming or flare (manufacturer and user test) . 13
6.4.4 Scanner slipping (manufacturer and user test) . 13
6.4.5 Shading (manufacturer and user test) . 13
6.4.6 Erasure (manufacturer and user test) . 13
6.4.7 IP artefacts (user test) . 13
7 CR System Classification and Interpretation of Results . 14
7.1 General . 14
7.2 Range of CR System Classification . 14
7.3 Determination of ISO Speed (manufacturer procedure) . 15
Annex A (informative) Example for I measurement . 16
IPx
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ISO 16371-1:2011(E)
Annex B (informative) Example of CR test phantom .20
B.1 Location and alignment of CR Quality Indicators in a CR Phantom .20
B.2 Shading test .21
B.2.1 General .21
B.2.2 Shading Quality Indicator .21
B.2.3 Procedure .21
B.3 Central beam alignment .21
B.3.1 CR Alignment Quality Indicator (BAM-snail) .21
B.3.2 Procedure .22
B.4 Contrast sensitivity quality indicator .22
Annex C (informative) Guidance for application of various tests and test methods .23
C.1 Manufacturer tests .23
C.2 Tests after repair, upgrade or the use of an improved IP .23
C.3 User tests for long-term stability .23
Bibliography .25

iv © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 16371-1:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 16371-1 was prepared by the European Committee for Standardization (as EN 14784-1:2005) and was
adopted under a special “fast-track procedure”, by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing,
Subcommittee SC 5, Radiation methods, in parallel with its approval by the ISO member bodies.
ISO 16371 consists of the following parts, under the general title Non-destructive testing — Industrial
computed radiography with storage phosphor imaging plates:
 Part 1: Classification of systems
The following part is planned:
 Part 2: General principles for testing of metallic materials using X-rays and gamma rays
© ISO 2011 – All rights reserved v

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16371-1:2011(E)

Non-destructive testing — Industrial computed radiography
with storage phosphor imaging plates —
Part 1:
Classification of systems
1 Scope
This part of ISO 16371 specifies fundamental parameters of computed radiography systems with the aim of
enabling satisfactory and repeatable results to be obtained economically. The techniques are based both on
fundamental theory and test measurements. This part of ISO 16371 specifies the performance of computed
radiography (CR) systems and the measurement of the corresponding parameters for the system scanner and
storage phosphor imaging plate (IP). It describes the classification of these systems in combination with
specified metal screens for industrial radiography. It is intended to ensure that the quality of images - as far as
this is influenced by the scanner-IP system - is in conformity with the requirements of ISO 16371-2. This part
of ISO 16371 relates to the requirements of film radiography defined in ISO 11699-1.
This part of ISO 16371 defines system tests at different levels. More complicated tests are described, which
allow the determination of exact system parameters. They can be used to classify the systems of different
suppliers and make them comparable for users. These tests are specified as manufacturer tests. Some of
them require special tools, which are usually not available in user laboratories. Therefore, simpler user tests
are also described, which are designed for a fast test of the quality of CR systems and long term stability.
There are several factors affecting the quality of a CR image including geometrical un-sharpness, signal/noise
ratio, scatter and contrast sensitivity. There are several additional factors (e.g. scanning parameters), which
affect the accurate reading of images on exposed IPs using an optical scanner.
The quality factors can be determined most accurately by the manufacturer tests as described in this part of
ISO 16371. Individual test targets, which are recommended for practical user tests, are described for quality
assurance. These tests can be carried out either separately or by the use of the CR Phantom (Annex B). This
CR Phantom incorporates many of the basic quality assessment methods and those associated with the
correct functioning of a CR system, including the scanner, for reading exposed plates and in correctly erasing
IPs for future use of each plate.
The CR System classes in this part of ISO 16371 do not refer to any particular manufacturer's Imaging Plates.
A CR system class results from the use of a particular imaging plate together with the exposure conditions –
particularly total exposure – the scanner type and the scanning parameters.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 11699-1, Non-destructive testing — Industrial radiographic film — Part 1: Classification of film systems
for industrial radiography
© ISO 2011 – All rights reserved 1

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ISO 16371-1:2011(E)
ISO 19232-5, Non-destructive testing — Image quality of radiographs — Part 5: Image quality indicators
(duplex wire type) — Determination of image unsharpness value
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
computed radiography system
CR system
complete system of a storage phosphor imaging plate (IP) and corresponding read-out unit (scanner or
reader) and system software, which converts the information of the IP into a digital image
3.2
computed radiography system class
particular group of storage phosphor imaging plate systems, which is characterised by a SNR (Signal-to-Noise
Ratio) range shown in Table 1 and by a certain basic spatial resolution value (e.g. derived from duplex wire
IQI) in a specified exposure range.
3.3
ISO speed
S
ISO
defines the speed of CR systems and is calculated from the reciprocal dose value, measured in Grays, which
is necessary to obtain a specified minimum SNR of a CR system
3.4
signal-to-noise ratio
SNR
quotient of mean value of the linearised signal intensity and standard deviation of the noise at this signal
intensity. The SNR depends on the radiation dose and the CR system properties.
3.5
modulation transfer function
MTF
normalised magnitude of the Fourier-transform (FT) of the differentiated edge spread function (ESF) of the
linearised PSL (photo stimulated luminescence) intensity, measured perpendicular to a sharp edge
NOTE MTF describes the contrast transmission as a function of the object size. MTF characterises the un-sharpness
of the CR system in dependence on the scanning system and IP-type.
3.6
CR phantom
device containing an arrangement of test targets to evaluate the quality of a CR system - as well as monitoring
the quality of the chosen system
3.7
laser beam jitter
lack of smooth movement of the plate laser-scanning device, causing lines in the image consisting of a series
of steps
3.8
scanner slippage
slipping of an IP in a scanner transport system resulting in fluctuation of intensity of horizontal image lines
3.9
aliasing
pre-sampled high spatial frequency signals beyond the Nyquist frequency (given by the pixel distance)
reflected back into the image at lower spatial frequencies
2 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 16371-1:2011(E)
3.10
gain
amplification
opto-electrical gain setting of the scanning system
3.11
linearised signal intensity
numerical signal value of a picture element (pixel) of the digital image, which is proportional to the radiation
dose. The linearised signal intensity is zero, if the radiation dose is zero.
3.12
basic spatial resolution
read-out value of unsharpness measured with duplex wire IQI according to ISO 19232-5 divided by 2 as
effective pixel size of CR system
4 Personnel qualification
It is assumed that industrial computed radiography is performed by qualified and capable personnel. In order
to prove this qualification, it is recommended to certify the personnel according to ISO 9712 or equivalent.
5 CR quality indicators
5.1 Description of CR quality indicators for user and manufacturer tests
5.1.1 General
The following is a description of CR quality indicators, which will be identified by reference to this document.
5.1.2 Contrast sensitivity quality indicator
The description of the selected contrast sensitivity targets corresponds to ASTM E 1647-98a (see for details
Annex B.4).
5.1.3 Duplex wire quality indicator
The description of the duplex wire quality indicator corresponds to ISO 19232-5. The IQI shall be positioned at
a 5°angle to the direction of the scanned lines (fast scan direction) or the perpendicular direction (slow scan
direction).
5.1.4 Converging line pair quality indicator
The target consist of 5 converging strips of lead (0,03 mm thickness) which can be used for spatial resolution
test by reading the limit of recognisable line pairs. It shall cover a range from 1,5 to 20 line pairs per mm
(lp/mm). Two quality indicators shall be used, one in direction of the scanned lines and the other one in the
perpendicular direction.
5.1.5 Linearity quality indicators
Rulers of high absorbing materials are located on the perimeter of the scanned range. Two quality indicators
shall be used, one in direction of the scanned lines and the other in the perpendicular direction. The scaling
shall be at least in mm.
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ISO 16371-1:2011(E)
5.1.6 T-target
This CR quality indicator consists of a thin plate of brass or copper ( 0,5 mm thick) with sharp edges. This
plate is manufactured in a T-shape with 5 mm wide segments. The T should have a size of at least
50 mm  70 mm. It shall be aligned perpendicular and parallel respectively to the direction of the scanned
lines (see Figure B.1).
5.1.7 Scanner slipping quality indicator
It consists of a homogenous strip of aluminium of 0,5 mm thickness. It has a shape of a rectangle (see
Figure B.1) and shall be aligned perpendicular and parallel respectively to the direction of the scanned lines.
5.1.8 Shading quality indicator
Different shading quality indicators may be used.
One type is based on the homogeneous exposure of an imaging plate (IP) with a thin Al-plate (0,5 mm to
1,0 mm) above the IP. The exposure shall be made with low energy radiation (50 keV to 100 keV).
Another type is the shading quality indicator of the CR-test phantom (see Annex B).
5.1.9 Central beam alignment quality indicator (BAM-snail)
The alignment quality indicator consists of a roll (1,5 mm to 2,0 mm thick) of thin lead foil separated by a
spacer of 0,1 mm to 0,2 mm of low absorbing material; (see Annex B.3). Honeycomb material may also be
used.
5.2 Application procedures for CR quality indicators
5.2.1 General
The CR quality indicators are designed for fast evaluation of the quality of a CR system as well as for a
periodical quality control. Annex C gives a guidance for application of various tests and test methods.
5.2.2 Exposure of CR quality indicators (user test)
The CR quality indicators should be positioned in a special arrangement as described in Annex B in the CR
phantom. The CR quality indicators can be applied separately or all together in the CR phantom. The selected
set of CR quality indicators or the CR phantom is placed on the cassette, which contains an Imaging Plate.
The radiation source is set at a distance of 1 metre and the beam is aligned with the centre of the plate. Above
a radiation energy of 100 keV a lead screen of 0,1 mm shall be applied between CR quality indicators or CR
phantom and the IP to reduce scattered radiation. Test exposures are made and the radiation and CR system
functions are optimised and the final image to be evaluated is agreed.
The exposure time and the parameter setting of the CR scanning unit determine the image quality as well as
the type of imaging plate. These values and the type of IP have to be documented and agreed as well as the
radiation energy (keV, gamma-source type), dose (e.g. in mAs) and quality (pre-filters, tube type and tube
window).
NOTE High exposure time and low gain setting yield high contrast resolution and SNR. Furthermore, the contrast
sensitivity is higher for large pixel size setting (high un-sharpness) than for small pixel size setting (low un-sharpness).
5.2.3 Initial assessment of CR quality indicators (user test)
For initial quality assessment, examine the radiographic image(s) of the CR phantom or the separated quality
indicators on the monitor (or hard copy) for the features described in 5.1.2 to 5.1.9 and 6.3.2, 6.3.3, 6.4.1 to
6.4.7. The results can provide the basis of agreement between the contracting parties.
4 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 16371-1:2011(E)
5.2.4 Periodical control (user test)
The CR quality indicators 5.1.2 to 5.1.8 (alignment by 5.1.9) or the CR phantom shall be radiographed and the
results examined at any interval agreed between the contracting parties. For periodical control, ensure that the
agreed quality values of the tests 6.3.2, 6.3.3, and 6.4.1 to 6.4.7 are achieved.
5.3 Imaging plate fading
The Intensity of the stored image in the imaging plate will decrease over time. This effect is known as image
fading. The measurement of fading characteristics shall be done by performing the following steps:
a) expose a plate homogeneously using typical exposure conditions. For documentation the following
parameters shall be recorded: kV, SDD, pre-filter and plate material and thickness. The exposed image
shall have an intensity between 70% and 90% of the maximum possible intensity of the CR-reader at
lowest gain and under linearised condition;
b) read-out the imaging plate 5 minutes after exposure;
c) set the linearised read-out intensity of this measurement as reference (100 %);
d) always expose the imaging plate with the same X-ray parameters (kV, mA*s, distance);
e) change the time between exposure and read-out. The time interval between exposure and readout will be
doubled for every measurement; steps are 15 min, 30 min, 1h, 2h, 4h, etc. up to 128 h or depending on
the application;
f) plot the linearised read-out intensity (grey value) versus time between exposure and read-out of the
imaging plate.
The fading effect has to be considered to ensure correct exposure conditions.
To enable reproducible test results it is important to consider fading effects, which influence the required
exposure time. The time between exposure and read-out for all tests shall correspond to the typical
application of the CR system.
6 Procedure for quantitative measurement of image quality parameters
6.1 Measurement of the normalized Signal-to-Noise Ratio
6.1.1 Step Exposure Method (manufacturer test)
6.1.1.1 General
CR System evaluation depends on the combined properties of the phosphor imaging plate (IP) type, the
scanner used and the selected scan parameters. Therefore, all measurements shall be performed with the
same IP type, scanner and scan parameters and documented. The applied test equipment (Figure 1) and
algorithm corresponds to ISO 11699-1.
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ISO 16371-1:2011(E)

Key
1 X-ray tube
2 Cu-Filter
3 Collimator
4 Diaphragm
5 IP in a cassette
Figure 1 — Scheme of experimental arrangement for the step exposure method
For measurement of the SNR, the following steps are taken (see also ISO 11699-1).
6.1.1.2 The IP, with a front and back screen from lead of 0,1 mm thickness in the typical exposure cassette,
shall be positioned in front of an X-ray tube with tungsten anode. Make the exposures with an 8 mm copper
filter at the X-ray tube and the kilo voltage set such that the half value layer in copper is 3,5 mm. The kilo
voltage setting will be approximately 220 kV.
6.1.1.3 Determine the required exact kilo voltage setting by making an exposure (or an exposure rate)
measurement with the detector placed at a distance of at least 750 mm from the tube target and an 8-mm
copper filter at the tube. Then make a second measurement with a total of 11,5 mm of copper at the tube.
These filters should be made of 99,9 % pure copper.
6.1.1.4 Calculate the ratio of the first and second readings. If this ratio is not 2, adjust the kilo voltage up
or down and repeat the measurements until a ratio of 2 (within 5 %) is obtained. Record the setting of the kilo
voltage for use with the further IP tests.
6.1.1.5 The sensitive layer of the IP shall face the X-ray source. For gamma radiography with Ir-192, the
measurements shall be carried out with 0,3 mm lead screens in front and behind the IP. Also 8 mm Cu shall
be used for pre-filtering (see Figure 1).
6.1.1.6 The scanner shall read with a dynamic of  12 Bit and operate at its highest spatial resolution - or
a spatial resolution for which the classification shall be carried out. Background and anti-shading correction
may be used before the analysis of data, if it relates to the standard measurement procedure for all
measurements. In this case the procedure shall be carried out and documented for all gain and latitude
ranges and all read-out pixel sizes if any of these parameters change the SNR-analysis.
6.1.1.7 IPs are exposed in a similar way to film radiography and under the conditions described: intensity
and a noise ( ) or SNR over dose curve shall be measured. It is especially important that the exposure of
PSL
the IP for the SNR measurements be spatially uniform. Any non-uniformities in X-ray transmission of the
cassette front, or defects in the Pb foil or in the phosphor itself could influence the SNR measurement. No
major scratches or dust shall be visible in the measurement area. Therefore exercise considerable care in
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ISO 16371-1:2011(E)
selection and placement of the aperture, and selection and maintenance of the cassette, the lead screens and
the phosphor screen. To achieve a uniform region of interest on to the IP, the following standard protocol is
recommended. Other approaches may be used as long as a uniform exposure is created. At least 12 areas
2
(test areas) of  400 mm are evenly exposed on the same IP over the full working range of dose. Due to the
different construction principles of scanners, the measurement shall be performed for all possible pixel sizes.
The digital read-out intensity values (grey values) shall be calibrated in such a way, that they are linear in
relation to the radiation dose that corresponds to the photo stimulated luminescence (PSL) intensity of the
exposed IPs. These calibrated grey values shall be used for the calculation of the SNR. In order to get a
reliable result at least six measurements shall be made on different samples, and the results are to be
averaged for each of the 12 or more dose levels measured.
6.1.1.8 The signal intensity I and standard deviation  shall be computed from a region without
meas PSL
shading or artifacts. Sample SNR values shall be taken in different regions of the image area under test to
ensure that SNR v
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16371-1
Première édition
2011-10-01

Essais non destructifs — Radiographie
industrielle numérisée avec des plaques-
images au phosphore —
Partie 1:
Classification des systèmes
Non-destructive testing — Industrial computed radiography with storage
phosphor imaging plates —
Part 1: Classification of systems




Numéro de référence
ISO 16371-1:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 16371-1:2011(F)

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ISO 16371-1:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 2
3  Termes et définitions . 2
4  Qualification du personnel . 3
5  Indicateurs de qualité de la radiographie numérique . 3
5.1  Description des indicateurs de qualité de la radiographie numérique pour des essais
utilisateurs et fabricants . 3
5.1.1  Généralités . 3
5.1.2  Indicateur de qualité de sensibilité au contraste . 3
5.1.3  Indicateur de qualité d'image duplex à fils . 3
5.1.4  Indicateur de qualité de paires de lignes convergentes . 4
5.1.5  Indicateurs de qualité de linéarité . 4
5.1.6  Cible en T . 4
5.1.7  Indicateur de qualité de glissement du lecteur numériseur . 4
5.1.8  Indicateur de qualité de mise à plat de l'image . 4
5.1.9  Indicateur de qualité d'alignement du faisceau (escargot BAM - Bundesanstalt für

Materialforschung und –prüfung) . 4
5.2  Mode opératoire pour appliquer les indicateurs de qualité de radiographie numérique . 4
5.2.1  Généralités . 4
5.2.2  Exposition des indicateurs de qualité de radiographie numérique (essai utilisateur) . 5
5.2.3  Evaluation initiale des indicateurs de qualité de radiographie numérique (essai
utilisateur) . 5
5.2.4  Contrôle périodique (essai utilisateur) . 5
5.3  Evanouissement de l'image . 5
6  Mode opératoire pour le mesurage quantitatif des paramètres de qualité d'image . 6
6.1  Mesurage du rapport signal/bruit normalisé . 6
6.1.1  Méthode d'exposition progressive (essai fabricant) . 6
6.1.2  Méthode utilisant une cale à gradins (essai fabricant et essai utilisateur amélioré) . 8
6.1.3  Mesurage de la sensibilité au contraste (essai fabricant et utilisateur) . 9
6.2  Mesurage de l'intensité minimale de lecture de radiogrammes numérisés (mode
opératoire fabricant) . 9
6.3  Détermination du flou . 10
6.3.1  Généralités . 10
6.3.2  Méthode utilisant la fonction de transfert par modulation (essai fabricant) . 10
6.3.3  Méthode duplex à fils (essai fabricant et utilisateur) . 11
6.3.4  Indicateurs de qualité de paires de lignes convergentes (essai fabricant et utilisateur) . 12
6.4  Autres essais . 13
6.4.1  Distorsion géométrique (essai fabricant et utilisateur) . 13
6.4.2  Fonction du faisceau laser (essai fabricant et utilisateur) . 13
6.4.3  Lumière évasée (essai fabricant et utilisateur) . 13
6.4.4  Glissement du lecteur numériseur (essai fabricant et utilisateur) . 13
6.4.5  Mise à plat de l'image (essai fabricant et utilisateur) . 13
6.4.6  Effacement (essai fabricant et utilisateur) . 14
6.4.7  Artefacts de l'écran photostimulable (essai utilisateur) . 14
7  Classification des systèmes de radiographie numérique et interprétation des résultats . 14
7.1  Généralités . 14
7.2  Etendue de la classification des systèmes de radiographie numérique . 15
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7.3  Détermination de la sensibilité ISO (mode opératoire fabricant) .16
Annexe A (informative) Exemple de mesurage de l'intensité I .18
IPx
Annexe B (informative) Exemple de fantôme d'essai de radiographie numérique .22
B.1  Emplacement et alignement des indicateurs de qualité dans un fantôme de radiographie
numérique .22
B.2  Essai de mise à plat de l'image .23
B.2.1  Généralités .23
B.2.2  Indicateur de qualité de mise à plat de l'image .23
B.2.3  Mode opératoire .23
B.3  Alignement du faisceau .23
B.3.1  Indicateur de qualité d'alignement du faisceau (escargot BAM) .23
B.3.2  Mode opératoire .24
B.4  Indicateurs de qualité de sensibilité au contraste .24
Annexe C (informative) Guide d'application pour différents essais et méthodes d'essai .25
C.1  Essais fabricant .25
C.2  Essais après réparation, mise à niveau ou utilisation d'un écran photostimulable amélioré .25
C.3  Essais “utilisateur” concernant la stabilité à long terme .25

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ISO 16371-1:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 16371-1 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (en tant qu'EN 14784-1:2005) et a été
adoptée, selon une procédure spéciale par «voie express», par le comité technique ISO/TC 135, Essais non
destructifs, sous-comité SC 5, Moyens utilisant les rayonnements, parallèlement à son approbation par les
comités membres de l'ISO.
L'ISO 16371 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Essais non destructifs —
Radiographie industrielle numérisée avec des plaques-images au phosphore:
 Partie 1: Classification des systèmes
La partie suivante est prévue:
 Partie 2: Principes généraux de l'essai radiographique des matériaux métalliques au moyen de rayons X
et gamma
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NORME INTERNATIONALE ISO 16371-1:2011(F)

Essais non destructifs — Radiographie industrielle numérisée
avec des plaques-images au phosphore —
Partie 1:
Classification des systèmes
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 16371 spécifie les paramètres fondamentaux de radiographie numérique avec
écrans photostimulables permettant d'obtenir des résultats satisfaisants et reproductibles de façon
économique. Les techniques sont basées à la fois sur la théorie fondamentale et sur des mesurages d'essai.
La présente partie de l'ISO 16371 spécifie les performances de systèmes de radiographie numérique et le
mesurage des paramètres correspondants relatifs au lecteur numériseur du système et à l'écran
photostimulable à mémoire. Il décrit la classification de ces systèmes combinés à des écrans renforçateurs
métalliques spécifiés pour la radiographie industrielle. Il est destiné à assurer la conformité de la qualité des
images aux exigences de l'ISO 16371-2, dans la mesure où cette qualité dépend du système lecteur
numériseur-écrans photostimulables utilisé. La présente partie de l'ISO 16371 est liée aux exigences de la
radiographie par film définie dans l'ISO 11699-1.
La présente partie de l'ISO 16371 définit des essais de systèmes à différents niveaux. Des essais plus
complexes sont décrits, lesquels permettent de déterminer les paramètres exacts des systèmes. Ces essais
peuvent être utilisés pour classer les systèmes de différents fournisseurs et les rendre comparables pour les
utilisateurs. Ces essais sont spécifiés comme étant des essais fabricant. Quelques-uns nécessitent des outils
spéciaux, qui ne sont généralement pas disponibles dans les laboratoires utilisateurs. Par conséquent, des
essais utilisateurs plus simples sont également décrits, lesquels sont conçus pour tester rapidement la qualité
des systèmes de radiographie numérique et leur stabilité à long terme.
Plusieurs facteurs affectent la qualité de l'image radiographique numérique, entre autres le flou géométrique,
le rapport signal/bruit, le diffusé et la sensibilité au contraste. D'autres facteurs supplémentaires (par exemple
les paramètres de balayage) affectent l'exactitude de lecture des images sur des écrans photostimulables
exposés, utilisant un lecteur numériseur optique.
Les facteurs de qualité peuvent être déterminés avec le plus d'exactitude par les essais fabricant comme
décrit dans la présente partie de l'ISO 16371. Les cibles d'essai individuelles recommandées pour les essais
utilisateurs pratiques sont décrites pour l'assurance de la qualité. Ces essais peuvent être réalisés soit
séparément, soit en utilisant un fantôme de radiographie numérique (voir l'Annexe B). Ce fantôme englobe de
nombreuses méthodes d'évaluation de la qualité de base ainsi que des méthodes associées au bon
fonctionnement d'un système de radiographie numérique comprenant le lecteur numériseur, pour lire les
écrans photostimulables exposés et effacer correctement chacun des écrans photostimulables en vue de leur
réutilisation.
Les classes de systèmes de radiographie numérique indiquées dans la présente partie de l'ISO 16371 ne se
réfèrent pas aux écrans photostimulables de fabricants en particulier. Une classe de systèmes de
radiographie numérique résulte de l'utilisation d'un écran photostimulable particulier ainsi que des conditions
d'exposition, en particulier l'exposition totale, du type de lecteur numériseur et des paramètres de balayage.
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2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 11699-1, Essais non destructifs — Film pour radiographie industrielle — Partie 1: Classification des
systèmes films pour radiographie industrielle
ISO 19232-5, Essais non destructifs — Qualité d'image des radiogrammes — Partie 5: Indicateurs de qualité
d'image (duplex à fils) — Détermination de l'indice de flou de l'image
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
système de radiographie numérique
système CR
système complet composé d'écrans photostimulables (IP) à mémoire, d'un dispositif de lecture correspondant
(lecteur numériseur) et d'un logiciel qui convertit l'information de l'IP en image numérique
3.2
classe de systèmes de radiographie numérique
groupe particulier de systèmes d'écrans photostimulables à mémoire, caractérisé par un rapport signal/bruit
tel qu'indiqué au Tableau 1 et par une certaine valeur de résolution spatiale de base (dérivée par exemple de
l'indicateur de qualité d'image (IQI) duplex à fils) dans une plage d'exposition spécifiée
3.3
sensibilité ISO
S
ISO
sensibilité de systèmes de radiographie numérique, calculée à partir de l'inverse de la valeur de dose,
mesurée en grays, nécessaire pour obtenir le rapport signal/bruit minimum spécifié d'un système de
radiographie numérique
3.4
rapport signal/bruit
quotient de la valeur moyenne de l'intensité de signal linéarisée et de l'écart-type du bruit à cette intensité de
signal. Le rapport signal/bruit dépend de la dose de rayonnement et des propriétés du système de
radiographie numérique
3.5
fonction de transfert par modulation
grandeur normalisée de la transformée de Fourier de la fonction d'étalement des bords (ESF) différenciée et
de l'intensité linéarisée de luminescence photostimulable (PSL), mesurée perpendiculairement à un bord
franc
NOTE La fonction de transfert par modulation décrit la transmission de contraste en fonction de la taille de l'objet. La
fonction de transfert par modulation caractérise le flou du système de radiographie numérique selon le système de
balayage et le type d'écran photostimulable.
3.6
fantôme de radiographie numérique
dispositif contenant un ensemble de cibles d'essai pour évaluer la qualité d'un système de radiographie
numérique et contrôlant la qualité du système choisi
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3.7
instabilité du faisceau laser
absence de mouvement continu du dispositif de balayage laser de l'écran photostimulable, donnant lieu à des
lignes sur l'image se composant d'une série de gradins
3.8
glissement du lecteur numériseur
glissement d'un écran photostimulable dans un système de transport du lecteur numériseur entraînant des
fluctuations de l'intensité des lignes horizontales de l'image
3.9
crénelage
signaux pré-échantillonnés de fréquence spatiale élevée au-delà de la fréquence de Nyquist (donnée par la
distance des pixels) se reflétant dans l'image à des fréquences spatiales plus basses
3.10
gain/amplification
réglage du gain optoélectrique du système de balayage
3.11
intensité de signal linéarisée
valeur numérique de signal d'un pixel d'une image numérique, proportionnelle à la dose de rayonnement.
L'intensité de signal linéarisée est égale à zéro si la dose de rayonnement est égale à zéro
3.12
résolution spatiale de base
valeur de lecture du flou mesurée avec l'indicateur de qualité d'image (IQI) duplex à fils selon l'ISO 19232-5
divisée par 2, correspondant à la dimension de pixel du système de radiographie numérique
4 Qualification du personnel
On suppose que la radiographie industrielle numérique est réalisée par du personnel compétent et qualifié.
Pour prouver cette qualification, il est recommandé de certifier le personnel conformément à l'ISO 9712 ou
une norme équivalente.
5 Indicateurs de qualité de la radiographie numérique
5.1 Description des indicateurs de qualité de la radiographie numérique pour des essais
utilisateurs et fabricants
5.1.1 Généralités
Les indicateurs de qualité de la radiographie numérique sont décrits ci-après et seront identifiés par référence
au présent document.
5.1.2 Indicateur de qualité de sensibilité au contraste
La description des cibles sélectionnées pour la sensibilité au contraste correspond à l'ASTM E1647-98a (pour
plus de détails, voir B.4).
5.1.3 Indicateur de qualité d'image duplex à fils
La description de l'indicateur de qualité d'image (IQI) duplex à fils correspond à l'ISO 19232-5. L'IQI doit être
positionné à un angle de 5° par rapport à la direction des lignes balayées (direction de balayage rapide) ou à
la direction perpendiculaire (direction de balayage lent).
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5.1.4 Indicateur de qualité de paires de lignes convergentes
La cible se compose de cinq lamelles de plomb convergentes (de 0,03 mm d'épaisseur) qui peuvent être
utilisées pour l'essai de résolution spatiale en relevant la limite des paires de lignes reconnaissables. Cette
cible doit couvrir une gamme de 1,5 à 20 paires de lignes par millimètre. Deux indicateurs de qualité doivent
être utilisés, l'un dans la direction des lignes balayées et l'autre dans la direction perpendiculaire.
5.1.5 Indicateurs de qualité de linéarité
Des règles constituées de matériaux très absorbants sont placées sur le périmètre de la plage balayée. Deux
indicateurs de qualité doivent être utilisés, l'un dans la direction des lignes balayées et l'autre dans la direction
perpendiculaire. La mise à l'échelle doit être au moins en millimètres.
5.1.6 Cible en T
Cet indicateur de qualité se compose d'une fine plaque de laiton ou de cuivre ( 0,5 mm d'épaisseur) avec
des bords nets. Cette plaque est fabriquée en forme de T avec des segments de 5 mm de large. Il convient
que le T ait une dimension d'au moins 50 mm  70 mm. Il doit être aligné perpendiculairement et
parallèlement respectivement à la direction des lignes balayées (voir Figure B.1).
5.1.7 Indicateur de qualité de glissement du lecteur numériseur
Cet indicateur de qualité se compose d'une bande homogène d'aluminium de 0,5 mm d'épaisseur. Elle a une
forme rectangulaire (voir Figure B.1) et doit être alignée perpendiculairement et parallèlement respectivement
à la direction des lignes balayées.
5.1.8 Indicateur de qualité de mise à plat de l'image
Différents types d'indicateurs de qualité de mise à plat de l'image peuvent être utilisés.
L'un de ces types est basé sur l'exposition homogène d'un écran photostimulable avec une fine plaque
d'aluminium (0,5 mm à 1,0 mm) au-dessus de l'écran photostimulable. L'exposition doit être réalisée avec un
rayonnement de faible énergie (50 keV à 100 keV).
Un autre type est l'indicateur de qualité de mise à plat de l'image du fantôme d'essai de radiographie
numérique (voir Annexe B).
5.1.9 Indicateur de qualité d'alignement du faisceau (escargot BAM - Bundesanstalt für
Materialforschung und –prüfung)
L'indicateur de qualité d'alignement se compose d'une fine feuille de plomb enroulée
(de 1,5 mm à 2,0 mm d'épaisseur), séparée par un écartement de 0,1 mm à 0,2 mm constitué de matériau
peu absorbant (voir B.3). Un matériau en nid d'abeille peut également être utilisé.
5.2 Mode opératoire pour appliquer les indicateurs de qualité de radiographie numérique
5.2.1 Généralités
Les indicateurs de qualité de radiographie numérique permettent d'évaluer rapidement la qualité d'un système
de radiographie numérique et de contrôler périodiquement sa qualité. L'Annexe C donne des conseils de mise
en oeuvre de différents essais et méthodes d'essai.
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5.2.2 Exposition des indicateurs de qualité de radiographie numérique (essai utilisateur)
Il convient de placer les indicateurs de qualité de radiographie numérique selon une disposition spécifique
dans le fantôme comme décrit à l'Annexe B. Ces indicateurs peuvent être appliqués séparément ou tous
ensemble dans le fantôme. L'ensemble des indicateurs sélectionnés, ou le fantôme, est placé sur la cassette
contenant un écran photostimulable. La source de rayonnement est réglée à une distance d'un mètre et le
faisceau est aligné sur le centre de l'écran photostimulable. Au-delà d'une source de rayonnement de 100 keV,
un écran de plomb de 0,1 mm doit être appliqué entre les indicateurs, ou le fantôme, et l'écran
photostimulable, afin de réduire le rayonnement diffusé. Il est procédé à des expositions d'essai. Le
rayonnement et les fonctions du système de radiographie numérique sont optimisés, puis l'image finale à
évaluer est arrêtée.
La durée de l'exposition et le réglage des paramètres de l'unité de balayage de radiographie numérique
déterminent la qualité de l'image ainsi que le type d'écran photostimulable. Ces valeurs et le type d'écran
photostimulable seront enregistrés et convenus, ainsi que l'énergie de rayonnement (en keV, type de source
gamma), la dose (par exemple en mAs) et la qualité (préfiltres, type de tube et fenêtre du tube).
NOTE Une durée d'exposition élevée et un gain faible donnent une résolution de contraste et un rapport signal/bruit
élevés. En outre, la sensibilité au contraste est plus élevée pour une grande dimension de pixel (flou élevé) que pour une
petite dimension de pixel (flou faible).
5.2.3 Evaluation initiale des indicateurs de qualité de radiographie numérique (essai utilisateur)
Pour l'évaluation initiale de la qualité, examiner l'image ou les images radiographiques du fantôme ou des
différents indicateurs de qualité figurant à l'écran (ou sur le tirage papier) afin de repérer les propriétés
décrites aux paragraphes 5.1.2 à 5.1.9 et 6.3.2, 6.3.3, 6.4.1 à 6.4.7. Les résultats peuvent constituer une base
d'accord entre les parties contractantes.
5.2.4 Contrôle périodique (essai utilisateur)
Les indicateurs de qualité 5.1.2 à 5.1.8 (alignement en 5.1.9) ou le fantôme doivent être radiographiés et les
résultats examinés à la fréquence convenue entre les parties contractantes. Pour le contrôle périodique,
s'assurer que les valeurs de qualité convenues des essais 6.3.2, 6.3.3, 6.4.1 à 6.4.7 sont obtenues.
5.3 Evanouissement de l'image
L'intensité de l'image stockée dans l'écran photostimulable diminuera au cours du temps. Cet effet est connu
sous le nom d'évanouissement de l'image. Les caractéristiques d'évanouissement doivent être mesurées en
procédant comme suit:
a) exposer un écran photostimulable de manière homogène dans des conditions d'exposition types. Les
paramètres suivants doivent être enregistrés à titre de documentation: kV, SDD, matériau et épaisseur
des préfiltres et des écrans photostimulables. L'image exposée doit avoir une intensité comprise
entre 70 % et 90 % de l'intensité maximale possible du lecteur de radiographie numérique, au gain le plus
faible et en condition linéarisée;
b) lire l'écran photostimulable 5 min après l'exposition;
c) régler l'intensité de lecture linéarisée de ce mesurage comme référence (100 %);
d) toujours exposer l'écran photostimulable avec les mêmes paramètres de rayonnement X
(kV, mA*s, distance);
e) modifier l'intervalle de temps entre l'exposition et la lecture. Cet intervalle sera doublé pour chaque
mesurage; les paliers seront à 15 min, 30 min, 1 h, 2 h, 4 h, etc. jusqu'à 128 h ou en fonction de
l'application;
f) tracer une courbe de l'intensité de lecture linéarisée (valeur de gris) en fonction de l'intervalle de temps
entre l'exposition et la lecture de l'écran photostimulable.
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ISO 16371-1:2011(F)
L'effet d'évanouissement est à prendre en compte pour garantir des conditions d'exposition correctes.
Pour que les résultats d'essai soient reproductibles, il est important de prendre en compte les effets
d'évanouissement car ils influent sur la durée d'exposition requise. L'intervalle de temps entre l'exposition et la
lecture pour tous les essais doit correspondre aux conditions réelles d'utilisation du système de radiographie
numérique.
6 Mode opératoire pour le mesurage quantitatif des paramètres de qualité d'image
6.1 Mesurage du rapport signal/bruit normalisé
6.1.1 Méthode d'exposition progressive (essai fabricant)
6.1.1.1 Généralités
L'évaluation du système de radiographie numérique dépend des propriétés combinées du type d'écran
photostimulable, du lecteur numériseur utilisé et des paramètres de balayage sélectionnés. Tous les
mesurages doivent donc être effectués avec le même type d'écran photostimulable, le même lecteur
numériseur et les mêmes paramètres de balayage, puis enregistrés. L'équipement d'essai (Figure 1) et
l'algorithme utilisés correspondent à l'ISO 11699-1.

Légende
1 Tube radiogène
2 Filtre de cuivre
3 Collimateur
4 Diaphragme
5 Écran photostimulable dans une cassette
Figure 1 — Schéma de la disposition expérimentale pour la méthode d'exposition progressive
Le rapport signal/bruit est mesuré en passant par les étapes suivantes (voir également l'ISO 11699-1).
6.1.1.2 L'écran photostimulable, muni d'un écran antérieur et postérieur en plomb de 0,1 mm d'épaisseur
dans la cassette utilisée habituellement pour l'exposition, doit être placé devant un tube radiogène comportant
une anode en tungstène. Procéder aux expositions avec un filtre de cuivre de 8 mm près du tube radiogène et
avec un kilovoltage tel que la couche de dem
...