Усиление дефектоскопа

Ответить

djhall

Новичок
Регистрация
22.09.2014
Сообщения
3
Реакции
0
Добрый день, просветите меня по одному интересному вопросу.
Вот например ссылка на дефектоскоп:
http://www.olympus-ims.com/en/epoch600/
Там в разделе Specifications указан параметр Gain(усиление) равный от 0 до 110dB. Хотелось бы узнать действительно ли в этом или любом подобном дефектоскопе можно выставить усиление 110dB, т.е. усилить сигнал в 316000 раз?
Если да, то во всей ли полосе пропускания это можно сделать?
 
Последнее редактирование:

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
Там в разделе Specifications указан параметр Gain(усиление) равный от 0 до 110dB. Хотелось бы узнать действительно ли в этом или любом подобном дефектоскопе можно выставить усиление 110dB, т.е. усилить сигнал в 316000 раз?
Если да, то во всей ли полосе пропускания это можно сделать?

действительно можно, такое усиление практически есть стандарт для ручных дефектоскопов (это еще УД2-12 умел делать).
у меня эпох 600 есть. на усилении 110 дБ он работает по разному- в широком частотном диапазоне шум на уровне трети-четверти экрана, получается запас не больше 10-12 дБ, а в узкой полосе (не помню какие именно фильтры я включал) более-менее прилично. я ожидал большего от модели, но получилось так по среднему. Хотя тут могут быть варианты и я реальными измерениями не занимался. Понятно только одно, что усиление выбрано по максимуму, а величину приведенного шума ко входу надо корректно мерить, чтобы сравнивать и делать количественные оценки. мне это пока не нужно было.
 

gudwin

Профессионал
Регистрация
25.10.2012
Сообщения
532
Реакции
80
действительно ли в этом или любом подобном дефектоскопе можно выставить усиление 110dB, т.е. усилить сигнал в 316000 раз?


Строго говоря тут надо различать понятия "регулировки усиления" в 110 dB, которая как правило, содержит аттенюатор (дабы не "зашкаливали" на экране слишком сильные сигналы), и реальное "усиление" сигнала, которое редко превышает 80-90 дБ (что тоже более чем достаточно). Нет проблем усилить сигнал, вопрос - что можно увидеть на таком усилении.

Я как-то крутил прибор на выставке (не помню уже какой - не буду врать) , где диапазон регулировался в 120 дБ. Так вот возник вопрос- на кой хрен там 120 дБ, кроме рекламных целей???
А именно: там был аттенюатор в 40!!!дБ и усилитель в 80дБ. При этом с подключенным кабелем и датчиком шум на экране достигал 50% уже на 100 дБ регулировки (т.е. при 60дБ реального усиления, что говорит об очень дерьмовом приемнике).
Получается, что аттенюатор такой не нужен, т.к. сигналов с преобразователя, которые надо ослабить в 100 раз, не бывает в принципе, даже при размахе импульса в 400 В. А усиливать сигнал свыше 60дБ нет смысла, т.к. даже без акустической нагрузки уже зашкаливают шумы. Получается, что производитель в рекламных целях завысил диапазон регулировки как минимум на 40 дБ, которые по факту использовать просто нельзя при такой схемотехнике.
 
Последнее редактирование:

Kaktus_SPb

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
22.08.2012
Сообщения
4,619
Реакции
1,651
Возраст
47
Адрес
Санкт - Петербург, ПГУПС-ЛИИЖТ
Веб-сайт
vk.com
Добрый день, просветите меня по одному интересному вопросу.
Вот например ссылка на дефектоскоп:
http://www.olympus-ims.com/en/epoch600/
Там в разделе Specifications указан параметр Gain(усиление) равный от 0 до 110dB. Хотелось бы узнать действительно ли в этом или любом подобном дефектоскопе можно выставить усиление 110dB, т.е. усилить сигнал в 316000 раз?
Если да, то во всей ли полосе пропускания это можно сделать?

Гораздо интереснее праметр, обзываемый "абсолютная чувствительность", который показывает согласование ПЭПа с дефектоскопом и представляющий разницу между максимально возможным усилением и опрным сигналом. Бывает при усиленни 100дБ, опорный сигнал (полученный от отражателя на который настраиваемся) равен 70 дБ - отсюда максимальная чувствительность 30 дБ
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
Строго говоря тут надо различать понятия "регулировки усиления" в 110 dB, которая как правило, содержит аттенюатор (дабы не "зашкаливали" на экране слишком сильные сигналы), и реальное "усиление" сигнала, которое редко превышает 80-90 дБ (что тоже более чем достаточно). Нет проблем усилить сигнал, вопрос - что можно увидеть на таком усилении.
и даже с "реальным усилением" возможны непонятки. могут быть два дефектоскопа с одинаковым динамическим диапазоном, но очень разными по приведенному шуму ко входу. так один будет прилично работать с небольшими сигналами, например, теми же дифрагированными, а другой их в упор видеть не будет из-за шумов. величина 110 или 120 дБ это лишь отношение большого к маленькому, а маленький может быть не очень маленьким, а большой уж не реально большой- вот и 110 дБ. в обычной практике это не заметно, какая разница 67 или 78 лишь бы все работало. но в некоторых приложениях бывает важно. я вот знаю, что древний ламповый ДУК-66 обладал очень низкими входными шумами, которые были недостижимы для полупроводниковой техники того времени, да и нынешняя похоже тоже не вся дотянется.
 

djhall

Новичок
Регистрация
22.09.2014
Сообщения
3
Реакции
0
Я как-то крутил прибор на выставке (не помню уже какой - не буду врать) , где диапазон регулировался в 120 дБ.
Т.е. 120dB это диапазон регулировки и следовательно само усиление может быть любым, например, от -40 до 80dB или от -60 до 60dB, ну и в принципе от -120 до 0dB, правильно ли я понял?
Тогда что же отображается на экране прибора, неужели диапазон - врядли?
Так зачем же они пишут Gain в характеристиках?
 

gudwin

Профессионал
Регистрация
25.10.2012
Сообщения
532
Реакции
80
само усиление может быть любым, например, от -40 до 80dB или от -60 до 60dB, ну и в принципе от -120 до 0dB, правильно ли я понял?
Тогда что же отображается на экране прибора, неужели диапазон - врядли?
Так зачем же они пишут Gain в характеристиках?

Все так и есть. На экране отображается именно диапазон регулировки усиления, поэтому и GAIN - что там еще писать? А регулировать можно как в плюс, так и в минус от уровня поступающего на вход сигнала, т.е. "нулевым усилением", может быть "-30дБ" или сколько угодно еще.

И, уважаемый dea135, совершенно прав - приведенный ко входу шум не менее важен, т.к. является важнейшим параметром тракта дефектоскопа,. Запросто может быть так, что задолго до максимального усиления, шумы уже "прут" на весь экран.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,549
я вот знаю, что древний ламповый ДУК-66 обладал очень низкими входными шумами, которые были недостижимы для полупроводниковой техники того времени, да и нынешняя похоже тоже не вся дотянется.
"Интеллигентный человек о портвейне отзывается уважительно".
Ситуация с шумами, действительно, не простая. Качество аппаратуры определяется прежде всего шумами и искажениями. Схемотехника и разводка печатных плат вещь тонкая. Бывают серьезные промахи. Например, Isonic2010. Там весь диапазон усиления перекрывается двумя усилителями, переключаемыми на 40 дБ. Вот тут у них засада. Шум до половины экрана. А теперь еще одна сложность из трех букв - ВРЧ. Изменение усиления происходит в динамике. Кривая почти всегда попадает на эту точку переключения и заявленная масимальная глубина ВРЧ 46 дБ оказывается фикцией. Работать становится невозможно, что ФР, что простым ПЭП. Ладно, оставим это чудо техники.
Здесь в теме упоминались усилители и аттенюаторы (ослабители). Меня давно терзал этот вопрос - зачем ослаблять, если можно не усиливать? Вспоминается схемотехника советских магнитофонов. По тамошним стандартам в магнитофоне обязан был быть микрофонный усилитель. Но основной используемый вход был все-таки линейный. Усилительные элементы (лампы, транзисторы) тогда сильно экономили. А линейный вход получали простым пассивным делителем. Т.е. сначала получали офигенное усиление, с шумами, естественно, а потом ослабляли входной сигнал. Но шумы-то при этом не ослаблялись! Если удавалось исключить входной каскад и подать сигнал на второй, шумов становилось существенно меньше, т.е. для линейного входа удавалось простыми способами увеличить отношение сигнал/шум. Качество записей резко увеличивалось. Т.е. изначально надо позаботиться о минимизации шума. И только потом можно подумать как оставшийся шум уменьшить.
Сейчас есть относительно честные софтовые способы увеличения сигнал/шума. Отсечку не будем рассматривать. ИМХО это вещь вредная. А вот усреднение, при условии, что у системы достаточно быстродействия, штука интересная. Суть такая- шум, в отличии от сигнала, имеет случайный характер. При усреднении - сложении нескольких кадров и делении на их количество, сигнал/шум заметно улучшается. Сложения пары кадров, естественно, маловато, а вот 8 или 16 - очень неплохо.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
Суть такая- шум, в отличии от сигнала, имеет случайный характер. При усреднении - сложении нескольких кадров и делении на их количество, сигнал/шум заметно улучшается.
шум становится меньше -уменьшается обратно пропорцианально корню из количества накопленных реализаций. если накоплений 16, то величина шума в таком А-скане уменьшится в 4 раза.
 

djhall

Новичок
Регистрация
22.09.2014
Сообщения
3
Реакции
0
А вот усреднение, при условии, что у системы достаточно быстродействия, штука интересная.
Да интересная, но используется ли она в реальных дефектоскопах? При частоте датчика 15МГц, усреднении в 16 отсчётов и допустим семи точках на период, скорость АЦП должна быть 1680МГц, а это уже очень курутой АЦП. Хотя конечно усреднять можно не для всех частот датчика, тогда скорость АЦП можно уменьшить.

Ещё моно усреднять не по семплам АЦП, а по излучениям, т.е. излучить сигнал 16 раз и усреднить. Используется ли такая функция в современных дефектоскопах?
Знает ли кто-нибудь какая разрядность АЦП обычно используется?
Эх заглянуть бы внутрь и посмотреть, что за микросхемки там стоят.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,549
Ещё моно усреднять не по семплам АЦП, а по излучениям, т.е. излучить сигнал 16 раз и усреднить. Используется ли такая функция в современных дефектоскопах?
Вероятно, так и делается в УД3-71. Там в меню "приемник" выставляется количество усреднений 1;2;4;8 и 16. Эффект заметен уже на 2. На 16 шум, как и написал
если накоплений 16, то величина шума в таком А-скане уменьшится в 4 раза.
тормозов от усреднений не заметно.
 

gudwin

Профессионал
Регистрация
25.10.2012
Сообщения
532
Реакции
80
Здесь в теме упоминались усилители и аттенюаторы (ослабители). Меня давно терзал этот вопрос - зачем ослаблять, если можно не усиливать?

Тут вопрос исключительно в мощности входного сигнала. Например, если прямой датчик 2,5 МГц с п/э диам. 20мм сделан качественно с небольшим коэффициентом двойного преобразования, то сигнал с него легко может "зашкаливать" на экране при "нулевом" усилении. Поэтому, без аттенюатора никак.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,549
И тут можно несколькими путями пойти:- применить фиксированное ослабление только для больших сигналов, например, на 20 дБ, как, скажем, в "Уральце" сделано; - уменьшить амплитуду ЗИ, напр. как в УД3-71, там 2 положения амплитуды- мин и макс. Так, наверное, меньше шансов сигнал/шум на малых сигналах испортить.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
как в УД3-71, там 2 положения амплитуды- мин и макс. Так, наверное, меньше шансов сигнал/шум на малых сигналах испортить.
Ну здесь это другой случай, если в "Уральце" или УД2-12 аттенюатор калиброван, то в случае с УД3-71, очевидно, нет. Фактически, чтобы перейти к количественной оценке на новом уровне необходимо предварительно заново настроить чувствительность. А это уже сложней, чем просто кнопку 20 дБ надавить.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,549
то в случае с УД3-71, очевидно, нет.
Согласен. Вероятно, изменение параметров генератора, даже фиксированное, двухступенчатое, может иметь разный отклик у разных ПЭП. Но чувство подстроить не сложно и не долго. Да и нам его по НТД все равно регулярно перепроверять надо во время контроля.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
Вероятно, изменение параметров генератора, даже фиксированное, двухступенчатое, может иметь разный отклик у разных ПЭП.
это так и есть без тени сомнения.

о чувство подстроить не сложно и не долго. Да и нам его по НТД все равно регулярно перепроверять надо во время контроля.
так то оно так, но я имел ввиду когда вы в процессе контроля и вам не удается измерить амплитуду из-за нехватки диапазона. Что делать, перестраиваться?- долго. Можно, конечно, настроиться заранее на то и на это, значить иметь две настройки и их поддерживать надо.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,549
Можно, конечно, настроиться заранее на то и на это, значить иметь две настройки и их поддерживать надо.
А какая в этом проблема в современных дефектоскопах? Хоть двадцать две, только в именых не запутаться. А в УД3-71 имена тоько восьмисимвольные. не более, не очень удобно.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
А какая в этом проблема в современных дефектоскопах? Хоть двадцать две, только в именых не запутаться. А в УД3-71 имена тоько восьмисимвольные. не более, не очень удобно.
astrut, принципиально никаких возражений нет, вы правильно все изложили, но... как всегда в жизни (вспомнил недавнюю дискуссию с swc о принципе наименьшего действия) все избыточное выталкивается. это значит я должен в два раза больше заниматься настройкой (задержку в призме я должен подстроить два раза и не забыть) и во время работы мне нужно будет переключится на другую настройку- это все некоторые неудобства. когда у меня только один такой ущербный дефектоскоп, то делать ничего не остается, а если у меня есть еще один нормальный, то я им и работать буду, в основном. это так в жизни всегда будет. для нас дефектоскоп является профессиональным инструментом и по возможности он не должен создавать проблем. хотя, конечно, случаи бывают разные, как и предпочтения у специалистов.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,549
dea135, я немного не понял одно Ваше высказывание
но я имел ввиду когда вы в процессе контроля и вам не удается измерить амплитуду из-за нехватки диапазона. Что делать, перестраиваться?- долго. Можно, конечно, настроиться заранее на то и на это, значить иметь две настройки
Если ПЭП дает большой сигнал, значит и при настройке это надо сразу учесть,а не в процессе контроля. И настройка будет одна. И у Бархатова погрешность этого 20 дБ переключателя оценивается +- 2 дБ. Конечно, в пределах внутрилабораторного допуска, но тоже повод подстроиться и не пользоваться этим переключателем оперативно при контроле. В инструкции к УД 3-71 по этому поводу написана рекомендация, если при настройке получается усиление менее 10 дБ, необходимо установить минимальную амплитуду генератора. Что бы я хотел иметь в дефектоскопе? Наверное, и то и другое. Хочется гибких настроек как в генераторе, так и в приемнике. А кому-то не захочется разбираться с большим количеством непонятных настроек.
 

dea135

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
17.02.2013
Сообщения
8,961
Реакции
1,726
Если ПЭП дает большой сигнал, значит и при настройке это надо сразу учесть,а не в процессе контроля.
ну ситуация такая, она и типичная. настраиваетесь, например, на 2 квадрата. естественно вы используете опцию генератора с максимальным излучением, так как вам нужен еще запас по чувствительности. все замечательно, работаете. и вдруг сигнал от дефекта сравним с бесконечным отражателем (несплавление по кромкам как раз таким может быть). вы пытаетесь замерить амплитуды, как и положено, отрабатываете усиление вниз, а его не хватает- максимум амплитуда за экраном, в рабочий диапазон АЦП не попадает, а значит измерено быть не может. что делать, только одно перегрузить настройку с минимальной амплитудой генератора. и после этого вы сможете измерить искомую амплитуду сигнала от большого дефекта.
конечно, такая ситуация возможна, но скорее всего с ней редко кто столкнется на обычных толщинах - до 40 мм.

И у Бархатова погрешность этого 20 дБ переключателя оценивается +- 2 дБ
это обычная погрешность (там и АЦП 8 разрядный). амплитудная погрешность это не главное для нас, поэтому я на динамический диапазон в 80 дБ смотрю относительно спокойно. если у меня будет случай как я описал, то я и переключать ничего не буду- так от фонаря запишу и всегда попаду с точностью плюс-минус 4 дБ, а если не попаду, то тоже фиолетово- кому это надо, брак очевидный.

Хочется гибких настроек как в генераторе, так и в приемнике.
с приемником все намного проще. главное, чтобы приведенный шум ко входу был бы поменьше, скажем, 40-60 мкВ и это было бы замечательно. а с большими сигналами разобраться полегче, есть стандартные технические решения, примитивные как в Уральце или более изощренные. вот в Уральце шум 150 мкВ, значит максимальный сигнал, который дефектоскоп может отобразить 15 В - это диапазон в 100 дБ. сигналов больше 15 вольт мне встречать не приходилось (да и 15 В не припомню).
а вот что такое 110 дБ (обычно). если принять за максимально возможный сигнал 15 В, то приведенный шум около 50 мкВ, что едва ли достижимо для большей части наших дефектоскопов. ну формальная игра идет возле этих значений.

А кому-то не захочется разбираться с большим количеством непонятных настроек.
да и не надо, я, например, никогда не трачу время на разводняк- связь ручного дефектоскопа с компьютером, чтобы экран копировать или какие-то протоколы. ну еще может быть что-то мне не нужное, просто я этим не пользуюсь и все, но наличие этих возможностей мне ничуть не мешают, пусть себе будут, конечно, если за это деньги лишние платить не надо.
 
Последнее редактирование:
Сверху