Физические основы работы фазированных решеток

BazulinEG написал(а):

Здравствуйте уважаемые участники форума!


Я, Базулин Евгений Геннадиевич, работаю в НПЦ «ЭХО+» и занимаюсь разработкой алгоритмов визуализации отражателей при проведении ультразвукового контроля. Вообще-то, я не участвую в работе форумов, но в данном случае решил зарегистрироваться и выступить, так как была упомянута моя статья в «Дефектоскопии» о сравнении ФАР- и ЦФА-технологии.


Сначала я хотел дать развёрнутый ответ, но передумал, так как участники форума, судя по комментариям, люди профессионально занимающиеся ультразвуковым контролем и знают плюсы и минусы ФАР- и ЦФА-технологии. Дискутировать с ангажированным представителем фирмы Olimpus я не вижу смысла.


Поэтому скажу следующее: все участники форума прекрасно понимают, что задача представителя Olimpus прорекламировать и продать как можно больше приборов Omniscan. Поэтому его присутствие на данном форуме, я полагаю, неконструктивно и неуместно. Я не знаю, кто участвует в форуме от имени фирмы Olimpus, но своим агрессивно-навязчивым стилем общения он сослужит плохую службу своим же работодателям.


Если у кого-то есть конкретные вопросы, замечания или указания на мои ошибки или заблуждения, замеченные в моих статьях, то прошу присылать сообщения мне на электронную почту bazulin@echoplus.ru. Я отвечу.


P.S. По поводу учёта перерассеивания (упоминание этой проблемы промелькнуло в сообщениях форума) могу сказать, что в МГУ разработан алгоритм для маммографии, использующий иные принципы чем ФАР- и ЦФА-технологии и автоматически учитывающий эффект перерассеивания. Пока решение получено для скалярного варианта. Я думаю, что после обобщения его на векторный вариант волнового уравнения, он будет самым перспективным алгоритмом. Вот три ссылки по этой теме:

1. Гончарский А.В., Романов С.Ю. Об одной задаче ультразвуковой томографии // Вычислительные методы и программирование. 2011. Т. 12. С. 317-320.
2. Гончарский А.В., Романов С.Ю. Суперкомпьютерные технологии в разработке методов решения обратных задач в УЗИ-томографии // Вычислительные методы и программирование. 2012. Т. 13. С. 235-238.
3. Романов С.Ю. Решение на суперкомпьютере задач 3D нелинейной волновой томографии со сверхвысоким разрешением / в книге Научный сервис в сети Интернет: все грани параллелизма: Труды Международной суперкомпьютерной конференции (23-28 сентября 2013 г., г. Новороссийск). М.: Изд-во МГУ, 2013. 589 с.

Я делал попытку разработать алгоритм, учитывающий перерассеивание при разложении поля в ряд Борна и применением метода максимальной энтропии, но в сравнении с алгоритмом МГУ мой подход не перспективен. Вот ссылка на мою статью http://akzh.phys.msu.ru/pdf/2010_1_103-112.pdf.

Нажмите для раскрытия...

Евгений Геннадиевич, добрый день!
Мы очень рады, что Вы присоединились к нашей дискуссии. Большое спасибо, что держите нас в курсе последних научных исследований и разработок.
К сожалению, нам не очень понятны Ваши обвинения в ангажированности и агрессии. За все время работы в России и странах СНГ мы ни разу не позволяли себе статей или литературных обзоров, в которых бы декларировали однозначное преимущество нашего оборудования и/или технологий над конкурентами.
Тем не менее, ООО ЭХО+ и ООО АКС, регулярно публикуют статьи, в которых постулируется однозначное превосходство "практически по всем параметрам" методов математической реконструкции изображений (SAFT в английской технической литературе) по сравнению с методами классической фазированной решетки. При этом ЭХО+ и АКС, как известно, являются производителями и продавцами SAFT дефектоскопов и автоматизированных систем, но мы конечно ни в коем случае не можем заподозрить столь уважаемые компании в ангажированности.
С самого начала работы в России компания Olympus и ее официальные дистрибьютеры помогали ООО ЭХО + в освоении технологий, основанных на использовании фазированных решеток. Вам, бесплатно предоставлялось наше оборудование для исследований и написания методик контроля. Специальные цены и скидки на покупку оборудования и программного обеспечения.
Учитывая, что компания ЭХО + позиционируется себя как научно-производственная организация, мы надеемся, что в будущем, Вы будете придерживаться принципа научной объективности, вместо маркетинговых лозунгов.

Михаил57 написал(а):

Выигрыша по времени и достоверности контроль скаручем не дал. Правда дал "документ контроля" с потерями контакта, подозрительными местами и т. д.

Нажмите для раскрытия...

кстати говоря, вот эта потеря контакта очень важная деталь и в автоматизированных системах все очень хорошо видно. в ручных как-то так мимо проходит и даже понимая, что контакт не очень хороший психологически легче переносится, чем в автоматизированных. тоже понятно, перестал сканировать и все проблемы контакта ушли на второй план, а в автоматизированной системе все осталось и показать это никому нельзя, да и самому такое неприятно- понятно, что никакого контроля не было. в ручном контроле есть еще особенность - рука человека самый замечательный сканирующий механизм, лучше ничего нет. а если учесть обратную связь: плохой контакт значит надо медленнее сканировать и пытаться его осуществлять, то контроль обычно зачетный и по не очень качественной поверхности, а автомат так не может.
и вот приходишь на ОК с системой, поверхность подготовлена на троечку, для ручного контроля сойдет, а вот автоматом полное фиаско. и что делать? ждать когда переделают, так это практически потерянный день, ну пол дня. и это твой день, а планы? в общем требуется особая организация, желательно собственные мощности по зачистке поверхности. поэтому автоматизированный контроль уместен не везде, какая то экономическая подоплека должна быть. например, треснула какая-то сложная, дорогая (дорогой может быть простой оборудования из-за этой поломки) толстостенная деталь, есть положительный прогноз относительно ее потенциального ремонта, но нужно точно знать есть ли несплошности в районе этой трещины, как эта трещина расположена, ее более-менее точные геометрические размеры. после ответов на эти вопросы можно приступить к разработке технологии ремонта или наоборот отказаться, но исходя уже из объективных условий. наблюдение за ростом несплошностей автоматизированными системами замечательно осуществляется, минимум субъективизма, много раз такое делал, а в ручном варианте мониторинг всегда сомнителен, даже когда делаешь сам, но через год или пол года.

dea135 написал(а):

кстати говоря, вот эта потеря контакта очень важная деталь и в автоматизированных системах все очень хорошо видно. в ручных как-то так мимо проходит и даже понимая, что контакт не очень хороший психологически легче переносится, чем в автоматизированных. тоже понятно, перестал сканировать и все проблемы контакта ушли на второй план, а в автоматизированной системе все осталось и показать это никому нельзя, да и самому такое неприятно- понятно, что никакого контроля не было. в ручном контроле есть еще особенность - рука человека самый замечательный сканирующий механизм, лучше ничего нет. а если учесть обратную связь: плохой контакт значит надо медленнее сканировать и пытаться его осуществлять, то контроль обычно зачетный и по не очень качественной поверхности, а автомат так не может.
и вот приходишь на ОК с системой, поверхность подготовлена на троечку, для ручного контроля сойдет, а вот автоматом полное фиаско. и что делать? ждать когда переделают, так это практически потерянный день, ну пол дня. и это твой день, а планы? в общем требуется особая организация, желательно собственные мощности по зачистке поверхности. поэтому автоматизированный контроль уместен не везде, какая то экономическая подоплека должна быть. например, треснула какая-то сложная, дорогая (дорогой может быть простой оборудования из-за этой поломки) толстостенная деталь, есть положительный прогноз относительно ее потенциального ремонта, но нужно точно знать есть ли несплошности в районе этой трещины, как эта трещина расположена, ее более-менее точные геометрические размеры. после ответов на эти вопросы можно приступить к разработке технологии ремонта или наоборот отказаться, но исходя уже из объективных условий. наблюдение за ростом несплошностей автоматизированными системами замечательно осуществляется, минимум субъективизма, много раз такое делал, а в ручном варианте мониторинг всегда сомнителен, даже когда делаешь сам, но через год или пол года.

Нажмите для раскрытия...

бр-р.
п.1. контроль! скаручем!!! трубы 1220, подготовка поверхности, потеря контакта, "документ контроля" и т.п.
п.2. диагностика! автоматом!!! подготовка поверхности, определение геометрии трещины, "поиск несплошности в районе трещины" и т.п.?

привет от японского коллеги раскаряка какаята

BazulinEG написал(а):

Дискутировать с ангажированным представителем фирмы Olimpus я не вижу смысла.

Нажмите для раскрытия...

ну, мне кажется совершенно не верно. как раз наоборот в этом много смысла, ведь разговор то не тет-а-тет. в первую очередь для участников форума есть смысл, в конце-концов мы все здесь чтобы лучше понимать свою профессию.

BazulinEG написал(а):

Поэтому скажу следующее: все участники форума прекрасно понимают, что задача представителя Olimpus прорекламировать и продать как можно больше приборов Omniscan. Поэтому его присутствие на данном форуме, я полагаю, неконструктивно и неуместно. Я не знаю, кто участвует в форуме от имени фирмы Olimpus, но своим агрессивно-навязчивым стилем общения он сослужит плохую службу своим же работодателям.

Нажмите для раскрытия...

конечно, представитель Olimpus-а являет собой яркий пример корпоративного патриотизма, ну это вполне естественно- каждый кулик про свое болото. надеюсь, никто не обиделся. вообще патриотизм это не так и плохо, а если он сотрудник "Эхо+"?
присутствие на форуме специалистов, собственно, специалистов очень даже уместно, а где же еще им быть?
в отношении стиля. всякое бывает, мне здесь приходилось бывать в значительно худших ситуациях. возможно, сам виноват, что тут поделаешь- специалисты тоже люди и у них есть эмоции. однако, умение вести дискуссию это же не само-собой складывается, это некоторый опыт. никакого культурного роста не будет без практики.
и чем мне еще нравится форум. позиции всех участников отражены и зафиксированы. и каждый может оценить эти позиции, проследить их уровень аргументации и логики, кто как сможет. вот это главное. ведь спор относительно качества оборудования (и реализованных в них технологиях) не так очевиден. например, у меня есть много вопросов по примерам визуализации, когда один прибор показывает хорошо , а другой не очень. часто каждый показывает, то что выгодно. ну, например, я гляжу визуализация бокового отверстия выглядит как боковое отверстие, а ведь мы обратную сторону не видим, что тогда на картинке и почему это лучше чем "размазанное" изображение. ну и размазанное легко подкорректировать- повысить уровень отображения и все уже лучше. для того, чтобы сравнивать необходимо договориться по каким критериям мы будем сравнивать. если по схожести с реальными формой и размерами, то боюсь, что ни у кого хорошо не будет. специалистов, которые бы имели опыт работы с подобной техникой мало, да и опыт пока скудный, вот поэтому такие дискуссии для нас весьма интересны и поучительны. на форуме вопрос можно задать, а особенно когда их задают представители известных фирм разработчиков оборудования друг другу, то это есть самый высокий профессиональный уровень дискуссии для форума. лично мне аргументация ответов была бы крайне интересна. а стиль дискуссии, если она перейдет из стадии пикировки в предметную плоскость сразу станет рабочим.

sabaqus написал(а):

А вообще, тут скорее как в сварке, есть виртуозы аргоншики которые штучные вещи варят, а есть всевозможные полуавтоматы и роботы которыми железяки варят крупные и на потоке. Это я вот к чему, я не сомневаюсь что swc, dea135 или другие гуру форума с УСД-50 любой шов на линейке проконтролируют так, что никакой ФР не нужен будет, но за то время пока они по этому одному шву "ползают" бригада с PipeWIZARD'ом уйдёт уже очень далеко со сравнимой достоверностью контроля, ну и кроме того в составе исполнительной у ФРшиков будут файлы, почти что "слепки" каждого шва к каждому заключению, а у "ручника" только его честное слово.

Нажмите для раскрытия...

Как ни лестно звучит, неправда это. Никаких гуру на такие швы не надо. Это как раз один из простейших контролей. Стыковой шов средней толщины - 4-й разряд по ЕТКС, максимум.
Про документ, который вместо честного слова. Гурвич рассказывал на УЗДМ. Был сход пассажирского поезда из-за излома рельса. Перед этим рельсы проверялись тележкой с дефектоскопом. С автоматической записью результатов, начиная с даты и времени. С опечатанным блоком записи. По расшифровке этих результатов вроде все чисто. Только при очень внимательном просмотре кем-то из очень опытных выявилось некоторое несоответствие трассе. По трассе находилось несколько мостов, а они отображаются иначе. А на записи мостов не оказалось. Я к тому, что если честости нет, то хоть запись, хоть "мамой клянусь" - одинаково стоят.
Вот про производительность - это действительно интересно и важно. Вопрос где-то уже возникал. Почем стоит метр контроля ФР? Может оказаться, что вместо этой установки дешевле 10 дефектоскопистов с ручным контролем пустить. Может кто такие забеги устраивал?

АКС написал(а):

Нелинейные эффекты начинают возникать при ультразвуковом контроле изделий при амплитуде смещения частиц 10^(-8) метра (3 том под редакцией В.В. Клюева).

По оценочным расчетам, а также по данным, приведённым в технической литературе, для типовых условий УЗ контроля типовое значения амплитуды механических колебаний в стали для частот от 1 до 10 МГц может находиться в диапазоне от 10^(-10) метра до 10^(-14) метра.

По нашим оценкам амплитудные нелинейные эффекты при типовом контроле в НК практически не проявляются.

Нажмите для раскрытия...

Действительно, это уже ближе к ультразвуковой сварке. Или к прачечной. Можно и не обсуждать.

Olympus написал(а):

Возможность отклонять УЗ пучок в двух плоскостях при использовании 2D ФР ПЭП реализована у многих производителей. Например, Zetec и Socomat. В наших приборах данная возможность также присутствует.

Нажмите для раскрытия...

Ну вот, а astrut и не знал. А то бы использовал. :mocking: Может подскажете, как эту возможность на ваших приборах реализовать, а мы коллег попросим проверить, что получается?

swc написал(а):

Про документ, который вместо честного слова. Гурвич рассказывал на УЗДМ. Был сход пассажирского поезда из-за излома рельса. Перед этим рельсы проверялись тележкой с дефектоскопом. С автоматической записью результатов, начиная с даты и времени. С опечатанным блоком записи. По расшифровке этих результатов вроде все чисто. Только при очень внимательном просмотре кем-то из очень опытных выявилось некоторое несоответствие трассе. По трассе находилось несколько мостов, а они отображаются иначе. А на записи мостов не оказалось.

Нажмите для раскрытия...

Помню я этот случай (если конечно это про него идёт речь...Но судя по остнастке оператора - про него) - там какая-то, на мой взгляд, тёмная история. Не буду подробностями грузить...но тут дело в том, что дефектоскопист контролирует рельс на определённой чувствительности, а расшифровщик просматривает запись на другой - повышенной. Поэтому оператор не мог видеть этот дефект (он там сложный был), а расшифровщик мог. И зная про это он попытался подсунуть для перепроверки другой участок пути. И тут-то и выявилось несоответствие...Ну потом, по всей видимости, нашли соответствующий участок и в результате расшифровщика уволили. Так что запись всё-таки имеет значение...Только смотря как она сделана..

swc написал(а):

Ну вот, а astrut и не знал. А то бы использовал. Может подскажете, как эту возможность на ваших приборах реализовать, а мы коллег попросим проверить, что получается?

Нажмите для раскрытия...

Я оборудование Socomat для двумерной АР видел, для ручного УЗК не подходит- очень громоздко и тяжело.
И даже в случае минимизации по габариту и весу до приемлемых размеров оборудования для отклонения луча в телесном угле все одно- сканирование по поверхности необходимо или мягче- желательно.
В принципе такая возможность реализована в автоматизированных установках контроля труб. Сплошной контроль тела трубы осуществляют, происходит излучение по азимуту одновременно в разных направлениях и затем прием. Так что любая несплошность будет наблюдаться под многими ракурсами (труба движется, вращается), а значит достоверность увеличивается по сравнению с обычными системами. И есть еще преимущество, перестройка системы на любую другую технологию или схемное решение крайне проста- загрузил нужный файл и все. В заводских условиях очень удобно.
Можно ознакомится- FAAST. FAST AUTOMATED ANGLE SCAN TECHNIQUE (http://www.ndt.net/article/wcndt2008/papers/93.pdf)

wanderer_11 написал(а):

Помню я этот случай (если конечно это про него идёт речь...Но судя по остнастке оператора - про него) - там какая-то, на мой взгляд, тёмная история. Не буду подробностями грузить...но тут дело в том, что дефектоскопист контролирует рельс на определённой чувствительности, а расшифровщик просматривает запись на другой - повышенной. Поэтому оператор не мог видеть этот дефект (он там сложный был), а расшифровщик мог. И зная про это он попытался подсунуть для перепроверки другой участок пути. И тут-то и выявилось несоответствие...Ну потом, по всей видимости, нашли соответствующий участок и в результате расшифровщика уволили. Так что запись всё-таки имеет значение...Только смотря как она сделана..

Нажмите для раскрытия...

Ну вот и записал человек. И помогло это вагонам с людьми, улетевшим под откос? Я все-таки на честность и квалификацию больше расчитываю. От понимания, что сколько не подделывай - дефект он все равно вылезет. С печальными последствиями. И на СИСТЕМУ качества. Там много составляющих.

dea135 написал(а):

Я оборудование Socomat для двумерной АР видел, для ручного УЗК не подходит- очень громоздко и тяжело.
И даже в случае минимизации по габариту и весу до приемлемых размеров оборудования для отклонения луча в телесном угле все одно- сканирование по поверхности необходимо или мягче- желательно.
В принципе такая возможность реализована в автоматизированных установках контроля труб. Сплошной контроль тела трубы осуществляют, происходит излучение по азимуту одновременно в разных направлениях и затем прием. Так что любая несплошность будет наблюдаться под многими ракурсами (труба движется, вращается), а значит достоверность увеличивается по сравнению с обычными системами. И есть еще преимущество, перестройка системы на любую другую технологию или схемное решение крайне проста- загрузил нужный файл и все. В заводских условиях очень удобно.
Можно ознакомится- FAAST. FAST AUTOMATED ANGLE SCAN TECHNIQUE (http://www.ndt.net/article/wcndt2008/papers/93.pdf)

Нажмите для раскрытия...

В автомитизированных системах с автоматической подачей можно реализовать что угодно. можно навесить сколько угодно датчиков во всех направлениях. А вот применение там ФР вызывает сомнения. Сделать то, конечно, можно. Но напоминает анекдот про врачей, научившихся вырезать гланды. Через задницу. При пролете хоть трубы, хоть рельса появляются дополнительные параметры вроде плотности озвучивания. Там уже количество импульсов на пролетающий объем считают. Не до помахивания лучом. Если начнем помахивать-фокусировать, резко уменьшиться скорость контроля. Бесплатных красивых картинок не бывает.
P.S.
Спасибо за ссылку. Хорошая ссылка, с картинками. Жаль, правда, что я хоть и читаю по-английски свободно, но не понимаю нихрена.

Судя по информации в ответе, представителем Olimpus является Панков Владимир.

Владимир! Я предлагаю Вам, как самому активному участнику дискуссии, организовать следующую работу.

1. Официально договориться с "АКС", "ЭХО+" и любыми иными заинтересованными организациями о проведении сравнительных испытаний разных систем.

2. Предварительно договориться о критериях сравнения систем. Например, отношение сигнал/шум, фронтальные разрешающие способности в дополнительной и основной плоскостях, возможность учитывать отражение импульсов от границ объекта контроля, наличие дополнительных постобработок, стоимость систем, скорость проведения ремонта поставленной техники, скорость проведения контроля и т.д..

3. Согласовать используемые системы контроля и образцы, которые будут использоваться для испытаний.

4. Собраться все вместе и провести в течении одно или двух дней испытания.

5. Подготовить согласованный и подписанный всеми участниками отчёт. На основании этого отчёта можно напечатать совместную статью в "Дефектоскопии" или "В мире неразрушающего контроля". Полагаю, что отчёт даст объективные ответы на сильные и слабые стороны ФАР- и ЦФА-технологий и будет интересен всем специалистам по ультразвуковому контролю.

Владимир! Вам карты в руки!

Евгений, а как же потом свою продукцию будут продвигать проигравшие? Им бизнесс закрывать или как?
В Вашем посте только одно конструктивное предложение

BazulinEG написал(а):

4. Собраться все вместе и провести в течении одно или двух дней испытания

Нажмите для раскрытия...

коньяка
Если удастся, договориться, рекламировать свою продукцию не поливая дерьмом конкурентов. :mocking:

Михаил57 написал(а):

Евгений, а как же потом свою продукцию будут продвигать проигравшие? Им бизнесс закрывать или как?

Нажмите для раскрытия...

Цены корректировать в сторону уменьшения.

А вообще я представляю процедуру согласования итогового отчета…

Alex435 написал(а):

Цены корректировать в сторону уменьшения.

А вообще я представляю процедуру согласования итогового отчета…

Нажмите для раскрытия...

Рано!
Пока надо предлогать время, место и меню для "встречи всем вместе" :mocking:

swc написал(а):

Ну вот и записал человек. И помогло это вагонам с людьми, улетевшим под откос? Я все-таки на честность и квалификацию больше расчитываю. От понимания, что сколько не подделывай - дефект он все равно вылезет. С печальными последствиями. И на СИСТЕМУ качества. Там много составляющих.

Нажмите для раскрытия...

Тем, кто улетел под откос конечно от этого не легче..Но всё-таки я вижу тут, по крайне мере два положительных момента:
1. Оператор-дефектоскопист не пострадал. Если бы не было записи, то что бы он не говорил, всё бы свалили на него.
2. Другие шифровальщики задумаются - стоит ли халтурить.
К сожалению, не все такие как ты swc и иногда приходиться "стимулировать" и честность и стремление к повышению своей квалификации...

Михаил57 написал(а):

Рано!
Пока надо предлогать время, место и меню для "встречи всем вместе" :mocking:

Нажмите для раскрытия...

А также количество и качество коньяка

wanderer_11 написал(а):

А также количество и качество коньяка

Нажмите для раскрытия...

Ну коньяк лучше взять с запасом, чтобы второй раз не бегать :rofl:

BazulinEG написал(а):

Судя по информации в ответе, представителем Olimpus является Панков Владимир.

Владимир! Я предлагаю Вам, как самому активному участнику дискуссии, организовать следующую работу.

1. Официально договориться с "АКС", "ЭХО+" и любыми иными заинтересованными организациями о проведении сравнительных испытаний разных систем.

2. Предварительно договориться о критериях сравнения систем. Например, отношение сигнал/шум, фронтальные разрешающие способности в дополнительной и основной плоскостях, возможность учитывать отражение импульсов от границ объекта контроля, наличие дополнительных постобработок, стоимость систем, скорость проведения ремонта поставленной техники, скорость проведения контроля и т.д..

3. Согласовать используемые системы контроля и образцы, которые будут использоваться для испытаний.

4. Собраться все вместе и провести в течении одно или двух дней испытания.

5. Подготовить согласованный и подписанный всеми участниками отчёт. На основании этого отчёта можно напечатать совместную статью в "Дефектоскопии" или "В мире неразрушающего контроля". Полагаю, что отчёт даст объективные ответы на сильные и слабые стороны ФАР- и ЦФА-технологий и будет интересен всем специалистам по ультразвуковому контролю.

Владимир! Вам карты в руки!

Нажмите для раскрытия...

Всё это выполнить - прекрасное дело! Но времени потребует и сил немало. Я вот попросил уважаемого представителя Олимпуса картиночку образца СО-2 показать, где малые БЦО, и то пока нет её. А ведь эта часть образца - хорошая модель толстого шва.

Михаил57! Объекты контроля очень разные и по геометрическим и по акустическим свойствам. Думаю, что места хватит всем, а пользователи будут знать какая система лучше подходит под решение его задачи.

Если очень важна скорость контроля, то нынешний "Авгур АРТ" я сам не посоветую. Но мы работаем на эту тему. Во-первых, электроника позволяет одним дефектоскопом работать как в ФАР-, так и в ЦФА-режиме. Во-вторых, если сразу формировать ЦФА-изображение и дальше не таскать эхосигналы, то скорость контроля резко возрастёт, но пропадёт возможность хранить эхосигналы и возможность их постобработки, что важно при эксплуатационном контроле и разработке методик. Кроме того есть возможность работать с псевдоортоганальными сигналами (технология CDMA) и излучать всеми элементами антенной решётки или матрицы, то есть за один такт произвести измерения, но такая технология скорее подходит для толстостенных объектов.

Места под солнцем хватит всем.