Сравнение TFM/FMC и SAFT

[lona53]

Для классического наклонного ПЭП размер пятна определяется размером ПЭ и углом призмы, а для ПФР без призмы размер пятна равен апертуре

Логично. А даже если и есть отклонения, то,похоже, для практики действительно не существенные.
Дело в другом: Olympus упомянул про разные (возможно, что в итоге и не очень отличающиеся) оценки БЗ ПФР. Соответственно, хотелось бы ознакомиться и с теми и с другими (а вдруг разница в каких-то случаях существенная).
Вот dea135 пытается (за что ему особый респект) физику формирования БЗ описать словесно и наглядно. Это же, мне кажется, полезно будет не только для начинающих, но и для "продолжающих".
А если еще при переваривании информации народ в буквари и статьи полезет (чем сейчас и занимаюсь) - польза только увеличится...

 

[astrut]

А даже если и есть отклонения, то,похоже, для практики действительно не существенные.

Уважаемый lona53, а возьмите и нарисуйте ПЭ, равный по размеру апертуре ПФР в наклонных ПЭПах с "джентельменским набором" углов ввода - 45, 60 и 70. А на практике для наклонного ввода и в ПФР призму используют, правда, одну для всех углов ввода

 

[lona53]

а возьмите и нарисуйте ПЭ

Уже нарисовал. И?...Я ж тугодум))

 

[Kropus]

Вопрос в том, что Вы сможете увидеть при контроле наклонных ПДО с помощью ПФР с прямой призмой? Как на оригинальном видео? Если для Вас это 5ти минутное дело, поделитесь пожалуйста.

Не знаю, в чем тут сокральный смысл, но ради бога. Это даже не пять минут, а две. Просто прямым

 

[lona53]

поэтому то, что смог: пролог.

Пытаюсь разобраться (честно) - не получается.
Уж не обессудьте: попытаюсь "поутюжить" подробными вопросами (или если времени на ответы нет - можно не продолжать - без обид).
1.Как понимаю, предложена модель формирования поля прямоугольного (в данном случае) излучателя в ближней зоне.
Допущения: излучатель бесконечно тонкий, двусторонний, среда - безграничная с обоих сторон,изотропная. Или среда полубезграничная и излучение в одну сторону. Может это и не существенно, просто так на рисунке и, возможно, отвлекает.
2.Про краевые волны пришлось вспоминать, но главное не это. Вспомнилось. (Пока вспоминал наткнулся, кстати, для себя на, думаю очень известную книгу "Ультразвук в медицине.Физические основы" на всякий ссылка: http://difmed.ru/medbiblioteka/razdely-meditsiny/primenenie-ultrazvuka-v-meditsine )
Вспомнилось и что в ближней зоне зоопарк типов волн, не только объемные и краевые (уж для реального излучателя точно). Тогда вопрос (может, просто не дочитал где-то): насколько велик вклад краевых волн в формирование поля излучателя.
И правильно понял, что в вашей модели при встрече фронта плоской волны и 2-х краевых на оси излучателя синфазно и происходит окончание ближней зоны (последний максимум)? Или всё напутал?
3. Дальше переходите к наклонному излучателю с преломлением,отражением и трансформацией. А мне бы с прямым в вашей модели разобраться))
В общем, если времени на объяснения не жалко - ответы будут интересны.
Кстати, рисунки ведь можно и от руки: корявенько, да зато быстро...

 

[Olympus]

Не знаю, в чем тут сокральный смысл, но ради бога. Это даже не пять минут, а две. Просто прямым

САкрального смысла нет. Мы же не эзотерикой занимаемся.
Просто хотел увидеть сигнал от наклонного ПДО, боковой стенки образца и донный сигнал на одном экране, если это возможно конечно.
Сейчас вижу только очень маленькую область, видимо после сильного зуммирования, с сигналом от вершины ПДО.
Прямоугольную развертку Вы сделать как я понял не можете? Только сектор.
Тогда какие максимальные угла качания у Вашего синтетического сектора для ПФР с прямой призмой? Плюс минус 30 градусов или больше?

 

[Olympus]

Добрый день.

Предлагаем ознакомиться с несколькими краткими видео, в которых демонстрируются возможности ультразвуковых дефектоскопов А1550 IntroVisor/A1525 Solo с реализованной технологией SAFT.

Приведенные результаты были подготовлены в качестве ответа на необоснованно сравнительные видео А1550 IntroVisor с дефектоскопом производства Olympus, носящих на наш взгляд исключительно рекламный характер.

1.<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/vEUSxxHqDAI" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>
2.<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/H9DWSghxQro" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>
3.<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/1p4hzRLCkcY" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowfullscreen></iframe>

С целью проведения качественной оценки возможностей заявленного оборудования предлагаем посетить наш стенд B.01 на VII Международном промышленном форуме - "Территория NDT", который пройдет с 3 по 5 марта 2020 года. Дополнительно специалисты АКС готовы посетить стенд представителей Olympus и на месте рассмотреть в работе данные приборы.

Итогом встречи будет являться оценка качества получаемого изображения на предоставленных образцах, оценка времени на подготовку и настройку приборов, функциональные возможности, оценка интуитивности интерфейсов, и др.

На наш взгляд это лучший способ, чем вводить в заблуждение пользователей и участников форума, ссылаясь на экспромтные, подготовленные специальным образом, рекламные видео, нарушающие правила справедливой конкуренции.

Спасибо за видео. Очень удивительно слышать про честную конкуренцию от людей, которые всегда использовали методы недобросовестного маркетинга и введения в заблуждение клиентов и научное сообщество. Но оставим это пока на Вашей совести.
Есть несколько вопросов если позволите.

1. На первом видео с прямым ПФР так и не увидел сигнал от боковой стенки образца. Чем это вызвано? Вы проводите фокусировку только в узкой область некого синтетически вырезанного сектора? Как коллеги из Кропуса?
А как же все Ваши предыдущие заявления про фокусировку в каждую (то есть любую) точку объекта контроля (далее ОК)?
Если так (и у Вас только сектор), то зачем давать 2D картинку, честнее как сделал Кропус, только сектор показывать, сразу его границы видны. Сразу понятно в какой области идет контроль, а какую область мы не покрываем.
Или прямоугольная картинка носит только рекламный характер?

2. По второму видео, если смотреть внимательно, в правом верхнем углу чуть выше индикаций от ПДО почти постоянно присутствует какой-то сигнал (индикация). Что это? (скриншот во вложении).
Так же не понятно почему край образца имеет радиус скругления, а не плоский как это обычно принято. От радиуса отражение получить то всегда проще, это почти ненаправленный отражатель как БЦО.

3. За третье видео отдельное спасибо. Шумы "крылья" справа и слева от индикации от ПДО все еще есть, но значительно слабее, почти не видны.
Их природа мне не совсем понятна. Буду рад если объясните. (скриншот во вложении).
За счет чего удалось уменьшить уровень этих шумов? Сузили углы развертки синтетического сектора, как ранее предположил один из участников форума? Если да то на сколько? Какие углы сектора надо применять, чтобы уменьшать шумы?
Ну и почти очевидный вопрос, как и к первому видео. Донный сигнал видим не на всей длине экрана, это опять же из-за того что собираете/реконструируете изображение не во всей области по ширине и глубине экрана, а только внутри сектора?

P.S. Очень странно, что никто из "экспертов-правдорубов" этого форума не нашел время посмотреть предложенные видео более внимательно и найти указанные мной нестыковки, а может быть и еще какие-то. Только "лайки" успели поставить. Или об отечественных производителях только хорошо или ничего?

 

[dea135]

1.Как понимаю, предложена модель формирования поля прямоугольного (в данном случае) излучателя в ближней зоне.

не только в ближней зоне. это альтернативная модель формирования поля ПЭП. количественно эта модель считается, пожалуй, сложнее, чем интеграл Релея, а вот качественного анализа очень полезна.

Допущения: излучатель бесконечно тонкий, двусторонний, среда - безграничная с обоих сторон,изотропная. Или среда полубезграничная и излучение в одну сторону. Может это и не существенно, просто так на рисунке и, возможно, отвлекает.

для простоты считайте, что излучатель в экране (одностороннее излучение). а на рисунке показана краевая волна, которая образована краем фронта- если есть край, то есть краевая волна. ну и краевая волна купирует край- нет края. по другому, природа не любит пустоты.

Тогда вопрос (может, просто не дочитал где-то): насколько велик вклад краевых волн в формирование поля излучателя.

собственно краевые волны и образуют всю неравномерность вблизи излучателя и они же формируют боковые лепестки.
пластина работает как поршень, она просто гонит поршневую волну. если бы не было явления дифракции (а это и есть краевые волны), то этот поршень так и распространялся не меняя размеров (как брошенный камень). амплитуда краевых волн зависит от условий образования. самое простое это на краю оборванного фронта волны. например, волна падает на полубесконечный экран - часть волны отражается, а часть проходит за экран. за экраном волна имеет оборванный фронт. так вот этот оборванный фронт образует краевую волну. вблизи оборванного фронта краевая волна равна половине амплитуды фронта, а дальше убывает- чем дальше тем меньше (в первом приближении механизм диффузии).

И правильно понял, что в вашей модели при встрече фронта плоской волны и 2-х краевых на оси излучателя синфазно и происходит окончание ближней зоны (последний максимум)? Или всё напутал?

модель эта не моя (льстите, но не могу принять. над ней много известных людей трудились, наверное, начиная с Томаса Юнга). нет окончание ближней зоны это когда разница между краевой волной и центральным (поршневым) фронтом будет половина длинны волны. и в этот же момент лучевая трубка сузится (называют естественной фокусировкой). как в книжках рисуют поле круглого излучателя- цилиндрическая трубка, длина которой и определяет ближнюю зону, потом небольшое сужение и внезапно все переходит в конус. а с чего это вдруг из цилиндра в конус? если аккуратно предложенную модель анализировать, то качественно (хотите физически) эти эффекты можно объяснить. по другому не объяснить.
кстати, вот в этой книге "Ультразвук в медицине.Физические основы" во второй главе, в самом начале, есть определения полей излучения, полей-приема, излучения-приема.

 

[lona53]

модель эта не моя (льстите, но не могу принять

Модель не ваша, но в вашем изложении (причем к месту и времени), так что это не совсем лесть.
Ну , если критики хотите - ваше изложение не самое легкое - сами же такую оговорку делали.
Возвращаясь к книжке "Применение ультразвука в медицине" (может это мне поможет вас лучше понять). Стр. 71 - 73: похоже на то, что вы описываете?
Если да, много времени будет сэкономлено. Если нет - в чем разница.
Спасибо.

 

[dea135]

1.Как понимаю, предложена модель формирования поля прямоугольного (в данном случае) излучателя в ближней зоне.

я этот момент как-то опускаю. у меня на рисунке изложен механизм, а формирование поля прямоугольной пластиной или круглой надо рассматривать используя этот механизм. так вот, очевидно, что круглая пластина обладает симметрией и краевые волны от любого края пластины будут на оси иметь одинаковые параметры, поэтому достаточно рассмотреть только диаметр (двумерная картина). для прямоугольной пластины будут уже два разных ближних поля, которые формируются краевыми волнами от краев по высоте пластины и ширине. получается, что эти поля складываясь нивелируют в общем неравномерность поля.

 

[lona53]

я этот момент как-то опускаю. у меня на рисунке изложен механизм, а формирование поля прямоугольной пластиной или круглой надо рассматривать используя этот механизм

Уже яснее. А все же, взгляните (цепляю). Может, тут еще время можно сэкономить?

 

[dea135]

Возвращаясь к книжке "Применение ультразвука в медицине" (может это мне поможет вас лучше понять). Стр. 71 - 73: похоже на то, что вы описываете?
Если да, много времени будет сэкономлено. Если нет - в чем разница.

просто один в один. даже про аподизацию упомянуто. мистика. я про аподизацию (слово это только не употреблял) тоже написал, но в связи с тем, что вы сами недавно упоминали это (Голубев предложил метод уменьшения неравномерности ближнего поля). на примере этой модели я попытался указать физическую причину того, почему неравномерность станет меньше. еще раз: меньше апмлитуда края фронта- меньше амплитуда краевой волны- и значит меньше неравномерность во всех областях, где краевые волны интерферируют.

 

[dea135]

Уже яснее. А все же, взгляните (цепляю). Может, тут еще время можно сэкономить?

я уже ответил.

 

[dea135]

ык, и я о том же. Для классического наклонного ПЭП размер пятна определяется размером ПЭ и углом призмы, а для ПФР без призмы размер пятна равен апертуре

правильно, но что из этого следует? если рассматривать размер ближней зоны, то он будет зависеть от угла наблюдения из второй среды этого пятна или апертуры ФР. в общем, прямоугольная апертура формирует две ближних зоны - от двух разных сторон пластины. оба этих поля будут зависеть от угла, но по разному. если рассматривать, то поле, которое зависит от ширины пластины (основная плоскость), то при больших углах оно выраждается- его нет. поле, которое формируется другими краями пластины (высотой) в перпендикулярном направлении (поле же расходится по ширине и по высоте и везде свои углы расхождения) при увеличении углов ввода величину ближнего поля сохраняет (конечно, без учета разных призм, а то все ближнее поле можно в призму загнать ). Однако, для больших углов ввода краевые волны от краев высоты пластины все больше превращаются из цилиндрических в сферические и, соответственно, быстрее затухает с расстоянием, поэтому их вклад уменьшается.

 

[Olympus]

Это вам еще сказочно повезло, что они вообще решили напрячься и попытаться настроить. Обычно с незнакомыми образцами говорят - "оставляйте образец, мы вам перезвоним".

Это Вы сейчас о себе рассказываете?
Хорошо. Сами напросились.
Выставка NDT Russia 2019, октябрь, Мякинино, Крокус Экспо. К Вам на стенд подошла Л.В. Воронкова, со своими двумя любимыми образцами из чугуна. Один с шаровидным графитом, второй с пластинчатым. Такие два небольших цилиндра. Попросила Вас показать донный сигнал на Вашем УСД-60ФР. На первом донный сигнал показали, на втором не смогли и начали долго минут 10 нести ахинею, что нужно разрабатывать специальный низкочастотный датчик ипр. С итоговым предложением оставить образец Вам или передать позже.
Я предложил Любови Владимировне провести тот же тест на стенде Olympus. Оба донных сигнала мы смогли увидеть, без проблем с помощью обычного ПФР на 5МГц.
Я думаю, что Ваш прибор должен был справится, просто сотруднику Кропуса квалификации не хватило.
Больше я на стенд Кропуса не подходил, хватило увиденного и времени не было. В первый раз подошел только потому что Л.В. увидел.

 

[dea135]

Коллега, БЗ определяется не только высотой мнимого ПЭ, но и его шириной.
Вклад ширины ПЭ для наклонных ПЭП существенно больше, чем высоты. Поэтому БЗ для наклонных ПЭП как бы размазана, не четкая. При импульсном режиме излучения и приема перепад амплитуды в БЗ будет 1-2 дБ, что сопоставимо с погрешностью от акустического контакта.

конечно, определяется и шириной. но я хотел сказать вот что. мы тут начали обсуждать особенности формирования ближней зоны. в связи с чем эта тема нас так взволновала? впервые ближняя зона всплыла у astrut

Что подразумевается под ближним полем для ФР и как оценить его границу? Если с позиции физики оценивать, вроде логично рассматривать размер элемента, а не апертуры.

а потом линия обсуждения ушла от ФР к обычным ПЭП, мы начали про это вспоминать в смысле того, что ближнее поле это не очень хорошо для УЗК. отсюда и упоминание про оценки неравномерности и пр.
я на что хочу обратить внимание. мы обсуждаем метод TFM. конечно, мы можем линию обсуждения изменить в любой момент, но все же...
так вот. 1) метод TFM работает исключительно в ближней зоне (даже в средней ее части). 2) если мы рассматриваем линейную ФР (по умолчанию и на примерах именно ее мы и рассматриваем) этот метод работает только в одном ближнем поле, это плоскость в которой происходит качание луча. другое ближнее поле имеет место быть, но существенного влияния на метод TFM не оказывает, во всяком случае, в зоне эффективной фокусировки. и в этом поле у ФР нет возможности фокусировать, поэтому из рассмотрения оно логично выпадает. 3) если в традиционном УЗК все стремятся уменьшить границу ближнего поля или вовсе его убрать, то в методе TFM наоборот. поэтому чем больше апертура ФР, тем большую зону ОК можно контролировать (и если апертура большая, то ближнее поле в дополнительной плоскости получается небольшим по протяженности в сравнении с полем в основной плоскости) . размеры апертуры очень важны для качества визуализации. поэтому когда мы здесь смотрим примеры и сравниваем, надо очень четко представлять параметры ФР в том и другом случае (есть еще алгоритмы обработки они тоже важны, но если два или больше неизвестных, то как и что оценивать).
теперь несколько слов в отношении неравномерности поля в ближней зоне. понятно, что импульсное возбуждение неравномерность нивелирует, но тут тоже есть нюансы. неравномерность в 1-2 дБ это слишком мало. важно понимать о какой неравномерности идет речь. минимальные размеры зон этих неравномерностей приблизительно соответствуют половине волны (интерферируют полуволны), вот если мы измеряем неравномерности хотя бы таких размеров, то величина неравномерности будет больше 2 дБ. в том случае, когда измерения производятся интегрально, например, приемным ПЭП с размерами во много раз больше длины волны, то за счет усреднения, конечно, будет меньше. я к чему это пишу - в методе TFM размер фокальной зоны начинается с пол волны.

 

[lona53]

я на что хочу обратить внимание. мы обсуждаем метод TFM. конечно, мы можем линию обсуждения изменить в любой момент, но все же...

Скорее не отклонились, а заглубились: был же и вопрос о размерах БЗ у ПЭП и ПФР с одинаковыми формами и размерами излучающей части (наверное, точнее - периметрами).
Может я что-то пропустил, но для себя ответа еще не получил (хотя попутно обогатился, конечно).
А так п.п. 1-3 возражений не вызывают.
Хотя есть вопрос вот по этому:

...в методе TFM размер фокальной зоны начинается с пол волны.

Что тут фокальная зона?
Как понимаю, в PAUT ("физической" технологии ФР) при неподвижном ПФР фокальная зона - практически прямая на плоскости или дуга на цилиндрической поверхности - как луч качать.
А в TFM - реконструкция области, состоящей из сфокусированных точек (точнее пикселей, имеющих физические размеры).

 

[dea135]

Что тут фокальная зона?

это зона в которую фокусируют. зона повышенной концентрации давления, например. Особенной разницы в результатах нет, что физическая фокусировка, что ТFM. если у вас маленькая фокусная зона, то можно измерить размер протяженности с более высокой точностью, чем когда большая. в первом приближении погрешность измерения и будет равна величине этой зоны.
теоретически размер определяется в районе пол волны (не строго, качественно- складываются полуволны), но ближе к границе ближней зоны или за границу размер этот растет- уже нет фокусировки.
конечно, ТFM ничего не фокусирует, даже виртуально ничего не фокусирует (возможны разные интерпретации), но позволяет получить результат аналогичный физической фокусировки.

 

[dea135]

Как понимаю, в PAUT ("физической" технологии ФР) при неподвижном ПФР фокальная зона - практически прямая на плоскости или дуга на цилиндрической поверхности - как луч качать.

фокальная зона линейной ФР в ближней зоне , действительно, линия или точнее что-то похожее на цилиндрическую протяженность (длина этой протяженности, примерно, равна ширине ФР), а диаметр соответствует условиям фокусировки. за границей ближней зоны фокальная зона лишена смысла- там поле распространяется так же как и от несфокусированной ФР.

 

[astrut]

(наверное, точнее - периметрами)

ИМХО лишнее уточнение. Это в ПЭП мы предполагаем, что ПЭ почти всегда плоский. Соответственно, и распределение разности фаз считаем. и формула а^2/лямбда, даже с соответствующими поправками на некруглую форму ПЭ или следа на границе раздела - лишь частный случай для плоского целого излучателя. А если рассечь этот излучатель на полоски и для каждой задавать свою задержку, картинка будет похожа, например, опять частный случай, на сгибание целого излучателя в одной плоскости - что-то напоминающее цилиндрическую линзу