Физические основы работы фазированных решеток

Ответить

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Потеря скольки % элементов будет критична для ЦФА? И, Ваше мнение, насколько критично для ФР отказ/поломка отдельных элементов?

Без чёткого критерия качества изображения отвечу на этот вопрос так: можно лишится четверти элементов антенной решётки (лишь бы они были не рядом друг с другом) и уровень шума возрастет более или менее равномерно по всему изображению. Если вылетят рядом четверть элементов, то блик точечного отражателя может раздвоится, что при анализе изображения отражателей критично.
ФАР это или ЦФА-технология непринципиально.

Вообще количество "вылетевших" элементов, которое допускается при проведении контроля, должно определяется методикой контроля.
 
  • Нравится
Реакции: swc

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Если 1-2 элемента вышли из строя это не повлияет на SAFT изображение. В некоторых случаях при сканировании, например, 64 элементной решеткой в режиме SAFT для увеличения скорости сканирования и уменьшения количества обрабатываемых данных используются 32 элемента с шагом через 1. То есть 1-й, 3-й элемент и т.д. При этом качество фокусировки изменяется не сильно, но увеличивается уровень шумов.

Увы я слишком долго нажимал на кнопки, а Вы уже дали нужный ответ.
 

swc

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.03.2013
Сообщения
4,960
Реакции
575
Без чёткого критерия качества изображения отвечу на этот вопрос так: можно лишится четверти элементов антенной решётки (лишь бы они были не рядом друг с другом) и уровень шума возрастет более или менее равномерно по всему изображению. Если вылетят рядом четверть элементов, то блик точечного отражателя может раздвоится, что при анализе изображения отражателей критично.
ФАР это или ЦФА-технология непринципиально.

Вообще количество "вылетевших" элементов, которое допускается при проведении контроля, должно определяется методикой контроля.

В Вашей статье, любезно предоставленной АКС, рис 1. Случайная выборка 70 элементов из 1024. Немного удивило. Зачем остальные тогда?
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
В Вашей статье, любезно предоставленной АКС, рис 1. Случайная выборка 70 элементов из 1024. Немного удивило. Зачем остальные тогда?

Я не догадываюсь о какой статье идёт речь, но скорее всего речь идёт о применении метода максимальной энтропии (МЭ) для восстановления изображения по эхосигналам. Так как этот метод МЭ нелинейный, то можно проводить изменения менее 10% эхосигналов. Если антенная решётки имеет 32 элемента, то получается очень большая экономия памяти для хранения эхосигналов и их можно передать за меньшее время.

Обработка только 70 из 1024 эхосигналов методом C-SAFT повысит уровень шума в число раз корень квадратный из 70/1024, то есть примерно в 14 раз. Такая грубая оценка можнет применяться и для вылетевших случайным образом элементов. Если осталось работать 24 из 32 элементов, то шум возрастёт в 1.8 раза.
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
Я не догадываюсь о какой статье идёт речь, но скорее всего речь идёт о применении метода максимальной энтропии (МЭ) для восстановления изображения по эхосигналам. Так как этот метод МЭ нелинейный, то можно проводить изменения менее 10% эхосигналов. Если антенная решётки имеет 32 элемента, то получается очень большая экономия памяти для хранения эхосигналов и их можно передать за меньшее время.

Обработка только 70 из 1024 эхосигналов методом C-SAFT повысит уровень шума в число раз корень квадратный из 70/1024, то есть примерно в 14 раз. Такая грубая оценка можнет применяться и для вылетевших случайным образом элементов. Если осталось работать 24 из 32 элементов, то шум возрастёт в 1.8 раза.
Если не ошибаюсь, Авгуры как раз тем и хороши, что умеют выделять полезный сигнал в шумах. 1.8 раза может и не страшно - примерно 5 дБ ? Хорошо бы Вашу информацию как-то перевести в эквивалентные площади, а то "разы" непонятно.
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Михаил57, с ходу я не смогу дать такую оценку.
 

sandrus

Свой
Регистрация
12.09.2013
Сообщения
22
Реакции
7
...Хорошо бы Вашу информацию как-то перевести в эквивалентные площади, а то "разы" непонятно.
А можно конкретнее сформулировать вопрос - непонятно - что надо соотнести с эквивалентной площадью?
 

Михаил57

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
06.03.2013
Сообщения
10,960
Реакции
1,067
А можно конкретнее сформулировать вопрос - непонятно - что надо соотнести с эквивалентной площадью?
Допустим при всех исправных элементах ФР выявляется отражатель 1 мм2 в черной стали на глубине 20 мм. Как упадет чувствительность в случае выхода из строя нескольких элементов решетки? Какой дефект можно будет обнаружить?
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
У меня есть эхосигналы измеренные в "кораблике" с плоскодонками диаметром 2.3 на глубинах от 10 до 50 мм 5-и МГц антенной решёткой 32*(0.9+0.1) мм шириной 10 мм. Есть и от плоскодонок 1 мм, но они измерены прореженной антенной решёткой 32*(0.9+1.1) мм шириной 5 МГц.

Я могу перевосстановить изображение методом C-SAFT для полного набора эхосигналов, для случайного выбора 512, 256, 128, и 64 элементов и подготовить отчётик. Если это интересно, то я готов сделать эту работу. Но мне понадобится два или три дня, так как я её буду делать в нерабочее время дома.

Привожу рисунок из презентации с результатом восстановления эхосигналов по полной матрице в упомянутом "кораблике" с плоскодонками диаметром 2.3 мм. Восстановление проводилось на продольных волнах по многим положениям антенной решётки.
 

Вложения

  • Снимок.PNG
    Снимок.PNG
    531.9 KB · Просмотры: 65

sabaqus

Бывалый
Регистрация
12.06.2014
Сообщения
200
Реакции
87
Выглядит впечатляюще! Ещё пара вопросов, если можно!
1) Если я правильно понимаю то для SFAT вполне подходят серийные ФАР датчики, не рассматривалась ли возможность использования датчиков от того-же олимпуса или immasonic'а ввиду наличия у этих производителей моделей на все случаи жизни?
2) Olympus как одно из преимуществ ФР, привёл тот факт что в ФР волна излучается сразу несколькими элементами и имеет большую проникающую способность при той же частоте чем в реализации SFAT у А1550, существуют ли реализации SFAT с излучением из нескольких элементов, эдакий гибрид ФР и SFAT?
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Совершенно верно, для работы по технологии ЦФА подходят те же антенные решётки, что и для ФАР. Но учитывая, что ЦФА-технология позволяет когеренто складывать изображения для разных положений антенной решётки, можно использовать решётки с элементом шириной 0.7 мм и зазором 1.3 мм.

На второй вопрос отвечу так - при излучении и при приёме эхосигналов по технологии ЦФА конечно можно использовать несколько элементов. Более того, можно настроить 10 элементов 32-ух антенной решётки и сфокусировать поле по ФАР-технологии на минимально возможной глубине, излучить эхосигнал, и принять его теми же 10-ю элементами, затем снова излучить первыми 10 элементами, но принять 10-ю сфокусированными элементами начиная со второго элемента, и так далее. Фактически используя ФАР-технологию, можно создать виртуальную решётку размерами 22 элемента расположенными в местах фокуса групп из 10-и элементов, но энергетически в 10 раз более мощную и использовать её для регистрации эхосигналов для ЦФА-технологии. Но по своему опыту работы, а мы работаем с глубинами 200 мм, я ещё не встречал ситуации когда нужно было прибегать к увеличению акустической мощности. Нам проще излучить сложный фазоманипулированный сигнал и работать с ним.
 

sunvic

Свой
Регистрация
06.09.2013
Сообщения
24
Реакции
1
Выглядит впечатляюще! Ещё пара вопросов, если можно!
1) Если я правильно понимаю то ....
2) Olympus как одно из преимуществ ФР, привёл тот факт что в ФР волна излучается сразу несколькими элементами и имеет большую проникающую способность при той же частоте чем в реализации SFAT у А1550, существуют ли реализации SFAT с излучением из нескольких элементов, эдакий гибрид ФР и SFAT?

Нет никакой разницы в "проникающей способности" для ультразвуковых сигналов, посланных в ОК одновременно (при ФР) или поочерёдно (при ЦФА). В результирующих изображениях обеих систем (для точек фокусировки системы с ФР) отношения сигнал/шум будут одинаковые. Шум имеется ввиду тепловой.
 

sunvic

Свой
Регистрация
06.09.2013
Сообщения
24
Реакции
1
... Про отверстия в СО2, я по ним с 2010 года амплитуду выравниваю, не понимаю что в их обнаружении такого сложного может быть!? А впрочем, на изображение отверстия на 3мм на А1550 я бы посмотрел! ...

Вот изображение сечения СО-2 в зоне малых БЦО. Но здесь отверстие на глубине 3 мм сверху, а на глубине 51 мм внизу. Дальность по оси Х до отверстий 35,1 мм. Палитра выбрана такой же, как у Олимпуса для простоты сравнения.Посмотреть вложение 129.СО-2 М9170 тест2-2.bmpПри грубой донной поверхности сварного соединения приповерхностные отражатели обнаружить трудно. СО-2 - модель такого соединения.
 

sunvic

Свой
Регистрация
06.09.2013
Сообщения
24
Реакции
1
Предлагаю для начала сравнить, как и по каким образцам настраивается OmniScan и A1550.
В OmniScan глубиномер настраивается по СО-3, а чувствительность и ВРЧ можно настроить по зарубке.
Какие образцы нужны для настройки глубиномера, чувствительность и ВРЧ в дефектоскопе A1550?
Глубиномера в А1550 нет. Точность измерений координат отражателей, в частности, глубины полностью определяется точностью установки скорости ультразвука. Если она известна, то её значение нужно вписать в меню параметров настройки. Обычно она не известна. Если не пользоваться известными вспомогательными средствами, то есть пара способов настройки скорости прямо по изображению контролируемого ОК.
ВРЧ в А1550 при контроле металлов не используется. Всё учитывает алгоритм восстановления изображения.
Чувствительность можно настроить двумя способами. Если в НТД задана эквивалентная площадь, то её значение нужно вписать в меню настройки. Если задан опорный отражатель, например, зарубка, то нужен СОП с такой зарубкой. Амплитуда образа от зарубки запоминается и автоматически приводится к уровню, заданному в НТД: либо к браковке, либо к оценке. Соотношения уровней (в дБ), естественно, нужно выбрать в меню те, что требуются в данном случае. Обычно по умолчанию 0, 6 и 12 дБ.
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
У меня есть эхосигналы измеренные в "кораблике" с плоскодонками диаметром 2.3 на глубинах от 10 до 50 мм 5-и МГц антенной решёткой 32*(0.9+0.1) мм шириной 10 мм. Есть и от плоскодонок 1 мм, но они измерены прореженной антенной решёткой 32*(0.9+1.1) мм шириной 5 МГц.

Я могу перевосстановить изображение методом C-SAFT для полного набора эхосигналов, для случайного выбора 512, 256, 128, и 64 элементов и подготовить отчётик. Если это интересно, то я готов сделать эту работу. Но мне понадобится два или три дня, так как я её буду делать в нерабочее время дома.

Привожу рисунок из презентации с результатом восстановления эхосигналов по полной матрице в упомянутом "кораблике" с плоскодонками диаметром 2.3 мм. Восстановление проводилось на продольных волнах по многим положениям антенной решётки.
А чем Ваше "восстановление по многим положениям" будет отличаться от обычного сканирования обычным одноканальным дефектоскопом и ПЭП с соответсвующим углом ввода и записью координат?
Говорите людям прямо и честно, что Вам для получение красивых картинок нужно "елозить" датчиком туда и сюда и использовать сложные двухкоординатные сканеры иначе такой картинки не получить. Но такую же красивую картинку можно получить и обычным ПЭП с датчиком пути.
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
Нет никакой разницы в "проникающей способности" для ультразвуковых сигналов, посланных в ОК одновременно (при ФР) или поочерёдно (при ЦФА). В результирующих изображениях обеих систем (для точек фокусировки системы с ФР) отношения сигнал/шум будут одинаковые. Шум имеется ввиду тепловой.
Конечно, разницы абсолютно никакой не было бы, если бы не порог чувствительности принимаемого сигнала. Т. к. посланный сигнал надо еще суметь принять.
Представьте что Вы в темной комнате со светодиодным фонариком. В фонарике 64 светодиодных элемента, но одновременно включить можно только один любой, произвольный. И вот Вы ходите по темной комнате с таким "фонариком" в поисках маленькой сережки и думаете: "Ну как же так, почему так темно и нечего не видно? Ведь с точки зрения принципа суперпозиции никакой разницы нет!"
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
Вопрос к Olympus, как долго продлиться 30% "Trade-in" на OmniScan? Предложение интересное, поменять свой MXU-M на MX2 планы есть, но сейчас все приборы в работе.
Для wanderer_11, тему про EN прочитал, ну во многом dea135 таки прав, например раздел РК свежего РД АК Транснефть почти весь списан как раз таки с ISO
"Trade-in" действует до 30-го сентября.
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
Прошу прощенья! В своём предыдущем сообщении забыл "пристегнуть" файл с примерами повышения отношения сигнал/шум.
Евгений,
А можно все-таки получить ответ по-поводу устойчивости/границ применимости математических методов SAFT. Хотя бы тех, с которыми Вы сами работали?
Возможно, Вы уже отвечали на этот вопрос, но с форума на почту к сожалению приходят не все ответы.
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
Похмелиться вчера не забыл?..Речь идет о теме "Проект нового ГОСТа по узк", ты её просматривал я видел. Там твой протеже активно проталкивал плохо переведённый проект не взирая ни на какие аргументы. Здесь была чем-то похожая ситуация - Олимпус жаловался на то что проект ГОСТ Р (тоже переводной) "торпедировали" в ТК371.
Можешь сам убедиться - где-то в районе 10 стр.
Идеальных переводов не бывает. Никто не отрицает, что к любому переводу нужна вычитка и не одна. Но на ТК-371 резолюцию вынесли не о том что перевод плохой, а что в принципе этот стандарт вреден и улучшать перевод нет смысла. Хотя очень многие Российские институты и компании потратили много сил и времени на очень качественные рецензии. Их труд пропадет. Их рецензии не будут даже рассмотрены. А мы и дальше будем использовать выдуманные кем-то термины, отдаляясь от мировой науки и техники.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
9,011
Реакции
1,761
У меня есть эхосигналы измеренные в "кораблике" с плоскодонками диаметром 2.3 на глубинах от 10 до 50 мм 5-и МГц антенной решёткой 32*(0.9+0.1) мм шириной 10 мм. Есть и от плоскодонок 1 мм, но они измерены прореженной антенной решёткой 32*(0.9+1.1) мм шириной 5 МГц.
вот такой вопрос: почему плоскодонка на глубине 10 мм видна хуже остальных? казалось бы это ближняя зона, а значит возможна эффективная фокусировка. возможно, из-за направленности плоскодонки периферийные элементы будут не добирать, но потери на затухании и расхождении самые маленькие.
 
Сверху