Физические основы работы фазированных решеток

Ответить

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,978
Реакции
1,745
То есть, теория говорит, что в случае белого шума отношение сигнал/шум ФАР- и ЦФА-изображения примерно одно и то же. В своё время я сделал рабочий отчёт на эту тему, который и пристёгиваю к своему ответу для чтения заинтересованными лицами.
к сожалению отчет не смог открыть, он у меня в каком то дивном формате-npts_plugin.TSMozillaPlugin.
в случае белого шума все так и будет. не смотря на то, что белый шум есть абстракция, действительно, тепловой и дробовой шумы электронных компонентов практически и есть этот белый шум. вопрос возникает по электромагнитным наводкам. кабеля являют собой антенны и как ни экранируй все одно что-то наводиться будет (часто это больше чем электронный шум). в этом случае "шум" уже будет не эргодичным и даже, возможно, и не стационарным.
если сигналы от несплошности превышают эти помехи, то даже в случае когерентного сложения помех соотношение будет в пользу сигнала (это в случае ФАР), а вот при их примерном равенстве? мне не очень понятно как в этом случае будет работать механизм накопления. имеется 1024 реализаций причем каждые 32 реализации связанные (в них наводки синхронные). в общем, конечно, сигналы наводок должны бы размазываться при накоплении, но особые случаи сконструировать можно, например, совпадающие с зондирующими сигналами дефектоскопа или кратными. в практическом плане, возможно, не очень большая, но разница из-за наводок все же должна быть при излучении мощного сигнала всеми элементами решетки или по отдельности каждым.
 

Klim

Свой
Регистрация
02.07.2015
Сообщения
20
Реакции
2
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.

Ты все-таки очень некрасиво себя ведешь. Тут же на форуме выкладывали протоколы заседания ТК 371 и там указано было, что тема важная и актуальная, но перевод - отстойный.
Ну и зачем тут пытаться свои косяки в переводе скрывать и перекладывать вину на кого-то другого? Нельзя просто свой косяк признать?

P.S. мне Олимпас на форуме напоминает Жириновского :)
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
к сожалению отчет не смог открыть, он у меня в каком то дивном формате-npts_plugin.TSMozillaPlugin.
в случае белого шума все так и будет. не смотря на то, что белый шум есть абстракция, действительно, тепловой и дробовой шумы электронных компонентов практически и есть этот белый шум. вопрос возникает по электромагнитным наводкам. кабеля являют собой антенны и как ни экранируй все одно что-то наводиться будет (часто это больше чем электронный шум). в этом случае "шум" уже будет не эргодичным и даже, возможно, и не стационарным.
если сигналы от несплошности превышают эти помехи, то даже в случае когерентного сложения помех соотношение будет в пользу сигнала (это в случае ФАР), а вот при их примерном равенстве? мне не очень понятно как в этом случае будет работать механизм накопления. имеется 1024 реализаций причем каждые 32 реализации связанные (в них наводки синхронные). в общем, конечно, сигналы наводок должны бы размазываться при накоплении, но особые случаи сконструировать можно, например, совпадающие с зондирующими сигналами дефектоскопа или кратными. в практическом плане, возможно, не очень большая, но разница из-за наводок все же должна быть при излучении мощного сигнала всеми элементами решетки или по отдельности каждым.
Мне тоже не очень понятен механиз накопления. Например для 10-кратного усреднения нам нужно десять раз произвести запись 32х эхограмм, а для 100-кратного усреднения сто раз записать эти самые 32 эхограмма или как?
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
Ты все-таки очень некрасиво себя ведешь. Тут же на форуме выкладывали протоколы заседания ТК 371 и там указано было, что тема важная и актуальная, но перевод - отстойный.
Ну и зачем тут пытаться свои косяки в переводе скрывать и перекладывать вину на кого-то другого? Нельзя просто свой косяк признать?

P.S. мне Олимпас на форуме напоминает Жириновского :)
Некрасиво ведете себя Вы. Мы действовали честно и открыто. Предложили создать ГОСТ по терминологии фразированных решеток. Заплатили за перевод. Отдали в ТК на рецензию. Получили действительно полезные замечания и рецензии. Но ТК решил что и сама идея создания ГОСТа по терминологии на базе западного неверная.
Вы опираетесь на то,что кто-то там написал на форуме. А вы лучше прочитайте протокол ТК. Они не предложили нам улучшить перевод.
С предложением создать стандарт по терминологии ФР я обращался в ТК-371 начиная с 2009 года. Почему-то никто больше этой проблемой не озадачен. Зато знатоков и критиков очень много.
Если Вы признаете важность создание такого ГОСТа присылайте свою рецензию нам на почту мы её учтем когда будем готовить новую редакцию.
 

Olympus

Специалист
Регистрация
24.05.2015
Сообщения
282
Реакции
50
Ты все-таки очень некрасиво себя ведешь. Тут же на форуме выкладывали протоколы заседания ТК 371 и там указано было, что тема важная и актуальная, но перевод - отстойный.
Ну и зачем тут пытаться свои косяки в переводе скрывать и перекладывать вину на кого-то другого? Нельзя просто свой косяк признать?

P.S. мне Олимпас на форуме напоминает Жириновского :)
И кстати, я с Вами на ты не переходил. Если вопросов по существу у Вас нет, то попрошу воздержаться от замусоривания даного форума.
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
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.

Блик плоскодонки на глубине 10 мм имеет меньшую амплитуду из-за того, что я апертуру сканирования антенной решёткой слишком сместил вправо. Я этот вопрос подробнее рассмотрел в отчёте, который обещал сделать.

Вот ссылка на него https://cloud.mail.ru/public/3ZoC/EKSASgK3u.

Я пользуюсь очень грубым способом определения отношения сигнал/шум, который описан в отчёте. Если кто из участников форума знает более изысканный способ, то я буду очень благодарен за ссылку или иную информацию.
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Замечания dea135 справедливы! Я приводил простейший пример с шумом просто как иллюстрацию того, что отношение сигнал/шум в изображении, не эхосигнале (!!!), в целом одинаков, как для ФАР- , так и для ЦФА-технологии.

Повторюсь, но за мой опыт работы с ФАР- и ЦФА-технологиями, я ещё не сталкивался с ситуациями, когда из-за белого шума на изображении не было видно бликов отражателей по ЦФА-, а по ФАР-технология позволяла обнаружить блик. Конечно мой опыт не всеобъемлющий, но я никогда не игнорировал ФАР-дефектоскопы.

Структурный шум портит жизнь радикально. Но это отдельная проблема, которая как мне кажется очень грамотно решается именно по технологии ЦФА- за счёт выбеливания структурного шума [[FONT=&quot]Пространственно-временная обработка сигналов. И.Я. Кремер и др. Под ред. И.Я. Кремера. – М.: Радио и связь, 1984. – 223 с.[/FONT]].
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
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 5211При грубой донной поверхности сварного соединения приповерхностные отражатели обнаружить трудно. СО-2 - модель такого соединения.

Данное изображение, в котором в нужных местах сфокусированы блики отражателей расположенные на очень малой глубине и относительно большой глубине, демонстрируют преимущества цифровой фокусировки.

Подобное изображение ФАР-дефектоскопом можно получить только с использование динамической фокусировки по глубине. Но чем больше размеры антенной решётки, тем хуже будет сфокусированы блики отражателей удалённых от областм фокусировки.
 

wanderer_11

Профессионал
Регистрация
17.01.2015
Сообщения
816
Реакции
47
Адрес
В Интернете
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.
Ваш проект я не видел, и сказать про него нечего не могу. Проект стандарта представленный dia135 тогда бал мало того, что плохо переведён, так ещё и корявым. И замечания об этом совершенно четко (по пунктам) были высказаны.... А вообще трудности переводов они всегда есть, некотоые слова и идиомы в английском языке вообще не имеют аналогов в русском, и наоборот.
 

sunvic

Свой
Регистрация
06.09.2013
Сообщения
24
Реакции
1
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 .....
Никакого "порога чувствительности" физически не существует. У аналоговых приборов, по крайней мере. У цифровых, которыми являются все современные, он мог бы быть, если бы АЦП был малоразрядным, и смесь шума приёмника с полезными сигналами не превышала бы уровня оцифровки младщего разряда АЦП. Тогда этот уровень и был бы порогом "чувствительности", не пропускающим сигналы дальше АЦП. Но в приборах всегда шум приёмника выше нескольких уровней квантования сигналов по амплитуде, поэтому шум оцифровывается и проходит дальше. Даже если бы полезные сигналы были намного слабее шума (хоть на 20 или более дБ), то и тогда они вместе с шумом (благодаря ему) поднимались бы в рабочую область квантования АЦП и оцифровывались. При использовании накопления (повторяющимися зондированиями при неизменном положении преобразователя на ОК) полезные сигналы можно было бы накопить, и они стали бы выше шума. Только нужно время для накопления. На самом деле полезные эхоимпульсы даже от одного элемента решётки почти всегда намного выше шума приёмника (на 20 - 30 дБ). Но в случае их соизмеримости по амплитуде с шумом (от далёкого малого отражателя) они всё равно накапливаются в итоговом изображении вследствие когерентного суммирования с такими же сигналами от других элементов решётки от этого же отражателя.
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Тогда этот уровень и был бы порогом "чувствительности", не пропускающим сигналы дальше АЦП. Но в приборах всегда шум приёмника выше нескольких уровней квантования сигналов по амплитуде, поэтому шум оцифровывается и проходит дальше. Даже если бы полезные сигналы были намного слабее шума (хоть на 20 или более дБ), то и тогда они вместе с шумом (благодаря ему) поднимались бы в рабочую область квантования АЦП и оцифровывались.

Я с вами совершеннейшим образом согласен!
 

BazulinEG

Свой
Регистрация
01.07.2015
Сообщения
49
Реакции
35
Владимир!


Ответ по поводу устойчивости я уже дал – в рамках линейной акустики при наличии белого шума устойчивость (я правда не совсем понимаю, что Вы вкладываете конкретно в понятие устойчивости) ЦФА-технологии в целом совпадает с ФАР-технологиями. Я уже отвечал на этот вопрос! И вообще у меня складывается впечатление, что Вы не очень хорошо знакомы с обширной литературой посвящённой когерентным методам восстановления изображений отражателей.


Просьба больше конкретики. Почему бы Вам не взять образец СО-2 и опубликовать изображение боковушек, как это было сделано с помощью прибора фирмы AКС (сообщение 433). Если у Вас есть образец типа «кораблик», то покажите как Вы его видите конкретно. Не надо ограничиваться фразами «Но такую же красивую картинку можно получить и обычным ПЭП с датчиком пути» из Вашего сообщения 435. Или возникнут проблемы экономической целесообразности? На этом форуме, посвящённом физическим проблемам, лучше вести дискуссии конкретно с указанием ссылок, рисунков или своих материалов.


Так какой Вы университет Владимир закончили? МГУ?
 

Klim

Свой
Регистрация
02.07.2015
Сообщения
20
Реакции
2
Бауманку он закончил. МТ-8 походу.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,978
Реакции
1,745
Структурный шум портит жизнь радикально.
ну это ровно ко всему относится. тут идея выделения сигнала от несплошности понятна, исключительно пространственная фильтрация (апертуры АР маловато, надо сканировать в двух координатах), если поля рассеяния структурного шума и несплошности разные, то это можно обыграть, да и при визуализации видно. но сильно сложно, иногда рефракция уж крайне неадекватная бывает в аустените.
 

sandrus

Свой
Регистрация
12.09.2013
Сообщения
22
Реакции
7
ну это ровно ко всему относится. тут идея выделения сигнала от несплошности понятна, исключительно пространственная фильтрация (апертуры АР маловато, надо сканировать в двух координатах), если поля рассеяния структурного шума и несплошности разные, то это можно обыграть, да и при визуализации видно. но сильно сложно, иногда рефракция уж крайне неадекватная бывает в аустените.
Набор слов::(:
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,978
Реакции
1,745
Никакого "порога чувствительности" физически не существует. У аналоговых приборов, по крайней мере.
мне представляется, что существует, кстати, Олимпус привел хороший пример про темную комнату и светодиод (? не помню, что там светило). вот это и есть физический предел чувствительности для глаза. для усилителя это равенство шума и сигнала.
вы говорите о другом. есть способы выделения и в частности накопления основанные на стремлении накопленного шума к нулю. и в этом смысле как бы предела для выделения нет. Тем не менее, чисто теоретически (просто из любопытства) давайте вот над чем подумаем. у любого усилителя (начиная с транзистора) есть передаточная характеристика и начинается эта характеристика не с ноля. я не хочу углубляться в подробности, но всегда есть некоторый порог, при котором усилитель не работает (заперт, ну помните переходы всякие P-N-P, смещение ноля у усилителей). вы правильно написали про шум, он действительно этот порог должен превышать и тем самым выводит информацию о сигнале, который меньше порога. получается без шума мы бы этот сигнал не увидели и механизм накопления не работал бы. а с шумом получается, что и проблем нет- все работает. чем то мы за это должны заплатить, есть здесь логическая невязка. например, если сумма сигнал-шум меньше порога, то информация о сигнале все одно будет утеряна. я понимаю, что это не критично когда шум белый. в общем тезис о том, что любой сколь угодно малый сигнал можно выделить накоплением я впрямую опровергнуть не могу, но так ли это на самом деле. надо подумать.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,978
Реакции
1,745
Мне тоже не очень понятен механиз накопления. Например для 10-кратного усреднения нам нужно десять раз произвести запись 32х эхограмм, а для 100-кратного усреднения сто раз записать эти самые 32 эхограмма или как?
если мы выполняем полный перебор, для определенности, 32-х элементной АР, то это будет 1024 А-скана. одно возбуждение одного элемента дает 32 А-скана, значит возбудив последовательно все элементы АР (32 генерации) получим 32*32=1024 А-сканов. пусть есть некоторая точка пространства, которая может отражать сигнал (если не может, то к ней нет вопросов), тогда при фокусировке в эту точку (т.е. сложении всех А-сканов с определенными задержками- когерентное сложение) мы получим увеличение соотношения сигнал-шум больше в корень квадратный из 1024 (в 32 раза). если мы произведем аналогичное накопление еще раз т.е. накопим еще 1024 А-сканов, то всего у нас будет 2048 и при этом соотношение сигнал шум возрастет в корень квадратный из 2048. ну и так можно продолжать накапливать.
на базе этих 1024 А-сканов (минимальное накопление) описанная процедура применяется ко всем точкам пространства в силу эргодичности шума (т.е. без разницы получаем мы накопление за счет сложения разных реализаций или складываем разные точки одной).
 

sunvic

Свой
Регистрация
06.09.2013
Сообщения
24
Реакции
1
мне представляется, что существует, ...... есть здесь логическая невязка. например, если сумма сигнал-шум меньше порога, то информация о сигнале все одно будет утеряна. .....

Не будет утеряна. Надо просто увеличить усиление. Ограничений на коэффициент усиления нет.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,978
Реакции
1,745
Не будет утеряна. Надо просто увеличить усиление. Ограничений на коэффициент усиления нет.
ну при чем здесь усиление? принципиально все электронные системы имеют пороги (заперт-открыт, просто посмотрите передаточную характеристику усилителя) и никакое усиление эту проблему не устранит. в практическом плане тоже есть проблемы с усилением- сколько бит у современных АЦП? просто этот аспект с порогом большого принципиального значения не имеет, так чисто теоретически.
кроме того, я не уверен, что сами пьезоэлектрики лишены порогов чувствительности. так глубоко я не разбирался, но может быть на досуге.
 
Сверху