Содействие - исключение из 3-го закона Ньютона.

Амальгама

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Амальгама » Физика » Допплер-артефакт


Допплер-артефакт

Сообщений 1 страница 30 из 37

1

Заметил интересную штуку, но пока не знаю, как это смоделировать. И вообще, есть ли под этим некий физический базис или я имею дело с глюком ПО, датчика или аппарата.
Описание проблемы: есть две полости с гибкими стенками. Одна из стенок у них общая. В одной полости жидкость под давлением течёт строго слева направо, в другой - справа налево под другим давлением. Известно, что аппарат раскрашивает потоки на экране по простому принципу: то, что удаляется от датчика, одним цветом (например, красным), что приближается - другим (например, синим). Но датчик стоит перпендикулярно потоку, при этом (почему-то) одна полость полностью закрашивается синим, а другая красным, хотя в каждой из полостей жидкость сначала приближается к датчику, а потом от него удаляется.
Но это полбеды. На краю изображения регулярно возникает артефакт, будто полости соединены (выглядит, как будто в красную полость вдувается синий поток).
Ясно, что тут сильно участвует встроенное ПО аппарата. Но меня интересует физика процесса: как, собственно, взаимодействуют ультразвуковые волны с потоками, которые движутся близко друг к другу в противоположных направлениях? Может ли без участия ПО создаваться такая иллюзия шунта, которого нет?
Фишка в том, что это наблюдается на нескольких аппаратах. А кошмар в том, что шунт может иногда реально существовать. При этом выглядеть он будет точно так же: в полость вдувается поток другого цвета. И искать его, сцуку, надо именно на краю изображения.
Расположить датчик вдоль потоков невозможно по объективным причинам. Только под некоторым углом, но не сильно отличающимся от прямого. Подвинуть интересующую часть в центр невозможно по тем же причинам. Курение мануалов обогащает только офигенно ценными знаниями по ТБ и контактными данными сервис-центров в ряде стран.
Что говорит про это физика и математика в головах людей с техническим образованием?

0

2

только в частных производных второго порядка ((

0

3

НХНП. Что за датчик и как он стоит по отношению к стенкам. И вообще что это за хрень ?

0

4

#p97232,DoctorLector написал(а):

Но датчик стоит перпендикулярно потоку,

И при чем тут Доплер?!
Перпендикулярно движению доплер-эффекта быть не должно совсем...

0

5

Я попробую нарисовать, как это выглядит на экране прибора.

0

6

Усовершенствование самогонного аппарата, штоль?  http://www.kolobok.us/smiles/artists/laie/Laie_17.gif

0

7

#p97248,DoctorLector написал(а):

Я попробую нарисовать, как это выглядит на экране прибора.

Нарисуй всю схему сначала. И, согласен с Сергеем, нужно описание датчика - принцип действия, точное расположение и пр.

Отредактировано Zagar (2019-01-26 15:08:20)

0

8

#p97232,DoctorLector написал(а):

Что говорит про это физика и математика в головах людей с техническим образованием?

Про ультразвук ты упомянул в виду того, что при его помощи картинка создаётся?
что за датчик, какое он пространство занимает, как расположен в полости, пространстве, относительно обоих полостей. Как расположены относительно обоих полостей входные-выходные "патрубки", и какого они сечения, и какого сечения сами полости. (относительные размеры) и относительный размер самого датчика.
Ну и ещё - можно ли перекрыть синюю подачу на время, чтобы посмотреть, как в этом случае ведёт себя красная?
И это, просто интересно, сами полости при этом кровь качают, да?

0

9

2. Принцип действия ультразвуковых расходомеров

0

2.1. Принципы определения расхода основанные на зависимости от времени
         Метод основан на факте, что ультразвуковому сигналу, направленному против движения потока, для прохождения расстояния от излучателя до приемника требуется больше времени, чем сигналу, направленному по ходу движения потока.

Анимация для объяснения принципа определения расхода, основанного на зависимости от времени.
         Понимая, что определить время с помощью секундомеров невозможно для данного метода, так как временная разность находится в пределах нано или пикосекунд были реализованы следующие принципы интерпретации сигнала:
- Фазные
- Частотные
- Время импульсные

2.1.1. Фазный принцип определения расхода
         Фазовыми называют ультразвуковые расходомеры, основанные на зависимости фазовых сдвигов уз - колебаний, появляющихся на приемных пьезоэлементах. Данный принцип, также основан на разности времен прохождения этими колебаниями одного и того же расстояния по потоку движущейся жидкости или газа и против него. Частота и амплитуда импульсов совпадают в данных расходомерах. Но иногда в конструкциях применяются близкие частоты 6 МГц и 6.01 МГц. В фазовых расходомерах частота выбирается так, чтобы при максимальном расходе получить наибольшую разность фаз, которая может быть измерена фазометром

Сравнивания два сигнала, одинаковых по частоте и амплитуде получаем график, как на рисунке ниже. Из данного графика можно определить фазовый сдвиг одного сигнала относительно другого (Т), после чего определить время и соответственно поток.

2.1.2 Частотный принцип определения расхода
         Суть их работы в следующем: синтезатор частоты подбирает такое значение частоты ультразвукового сигнала, чтобы по направлению потока укладывалось целое число волн ультразвуковых колебаний. Затем направление излучения реверсируется, и подбирается значение частоты, которое обеспечивает целое число волн против потока. Величина расхода в этом случае пропорциональна разности частот сигналов по потоку и против него. Частотные расходомеры в сравнении с импульсными и фазовыми более устойчивы к загрязнению измеряемой среды, так как прекращают измерение только тогда, когда достигнут результат, а не когда закончилось время импульса.

2.1.3 Время - импульсный принцип определения расхода
         Для определения времени прохождения импульса по потоку, генератор подает импульс на пьезоэлемент П1, который посылает в жидкость затухающие колебания. В момент передачи звуковых колебаний включается зарядное устройство, которое начинает вырабатывать напряжение. В момент прихода сигнала на пьезоэлемент П2 зарядное устрйтсво отключается. Максимальное значение напряжение пропорционально времени прохождения ультразвуковой волны по потоку жидкости. Таким же образом за время прохода ультразвукового импульса против потока от П2 к П1 вырабатывается напряжение, пропорциональное времени. Разность напряжений измеряется устройством.

2.2 Ультразвуковые расходомеры с колебаниями, перпендикулярными движению.
         Данные расходомеры отличаются от ранее рассмотренных тем, что в них не используются акустические колебания, направленные по потоку и против него. В данных расходомерах звуковые колебания направлены перпендикулярно потоку. При этом происходит измерение степени отклонения луча, зависящего от скорости и химического состава измеряемого вещества, направленного перпендикулярно потоку. При этом лишь один пьезоэлемент (И) излучает акустические колебания. Регистрируются эти колебания одним или двумя пьезоэлементами (П1, П2).

         При скорости = 0 здесь выходной сигнал равен нулю, благодаря равенству акустической энергии, поступающей на пьезоэлементы П1 и П2, включенных навстречу друг другу. При движении жидкости правый приемный пьезоэлемент (П2) по сравнению с левым (П2) получает большее излучение . Рассматриваемые расходомеры просты по устройству. В данном методе точность измерения расхода ограничена малой чувствительностью самого метода.

2.3. Ультразвуковые расходомеры, основанные на эффекте Доплера
         Метод Допплера использует эффект изменения частоты звука, отражающегося от движущихся частиц. Датчик расходомера излучает сигнал, направленный в поток жидкости. Этот сигнал отражается присутствующими в жидкости твёрдыми частицами или газовыми пузырьками. Частота отраженного сигнала отличается от исходной из-за движения жидкости (эффект Доплера). Контроллер расходомера измеряет сдвиг частоты и определяет значение скорости жидкости, которое используется для расчета расхода.

Отраженный от движущихся частиц УЗ сигнал, с помощью быстрого преобразования Фурье – БПФ (Fast Fourier Transform – FFT) трансформируется из временной области в частотную.

         Поскольку спектр отраженного сигнала достаточно широк, то находится усредненная частота. Далее вычисляется разница частоты исходного сигнала (сигнала передатчика) и полученной усредненной частоты отраженных сигналов. Эта разница частот в дальнейшем используется для определения скорости движения потока и, затем, для вычисления расхода.
         По сравнению с другими ультразвуковыми расходомерами допплеровские имеют наименьшую точность ввиду того, что выходной сигнал представляет целый спектр частот, возникающих вследствие сдвига исходной частоты не одной частицей — отражателем, а рядом частиц, имеющих различные скорости. Поэтому относительная погрешность измерения расхода обычно не менее 2-3 %.
         Допплеровские ультразвуковые расходомеры находят все более широкое распространение. Они применяются главным образом для измерения расхода различных гидросмесей, в том числе пульп, суспензий и эмульсий, содержащих частицы, отличающиеся по плотности от окружающего вещества

0

10

#p97248,DoctorLector написал(а):

Я попробую нарисовать, как это выглядит на экране прибора.

сфотографировать экран прибора никак, не?!

0

11

Итак, что мы видим на экране. На схеме: продольное сечение двух трубок, стрелками обозначены направления потоков жидкости. У правого края - тот артефакт, который я наблюдаю.
http://s8.uploads.ru/wJjXp.png

0

12

#p97257,Ал написал(а):

можно ли перекрыть синюю подачу на время

Говно вопрос.  http://www.kolobok.us/smiles/light_skin/yahoo.gif

#p97257,Ал написал(а):

сами полости при этом кровь качают, да?

Конечно.

#p97265,Лукомор написал(а):

сфотографировать экран прибора никак, не?!

Не. Для этого нужна ещё одна рука.

+1

13

синька в красном - это просто изменение направления потока
читать Чжен *Отрывные течения*
http://korobkaknig.ru/image/cache/data/books/122015/b16449-2-600x800.jpg
https://neva.ispras.ru/bse/bse_img/210013001.jpg
смотреть справа внизу

+1

14

Стало понятнее что это кровь. А все остальное по прежнему НХНП. Какова геометрия то ? Что за датчик ?

0

15

#p97322,SERGEY написал(а):

Что за датчик ?

да расходомер доплеровский ультразвуковой

0

16

Стало немного понятнее, но мне теперь кажется, что описание принципа работы:

#p97232,DoctorLector написал(а):

Известно, что аппарат раскрашивает потоки на экране по простому принципу: то, что удаляется от датчика, одним цветом (например, красным), что приближается - другим (например, синим)

не соответствует тому, что на картинке. имхо - алгоритм раскрашивания немного другой, и в этом собака и порылась.

0

17

#p97321,лукаш написал(а):

Чжен *Отрывные течения*

Вот за это спасибо. Видимо, это и есть решение. Действительно, слева направо полость верхней трубки расширяется. Логично, что аппарат визуально объединяет рисунок отрывного течения в верхней трубке с противоположным потоком в нижней трубке, который совсем рядом.

0

18

Круто. под давлением и при эластичных стенках оно так же работает?
Кстати, при смещении датчика, картина в этом месте меняется, или нет?

0

19

#p97232,DoctorLector написал(а):

Что говорит про это физика и математика в головах людей с техническим образованием?

Интересные размышления! Я занимался исследованием доплеровских эффектов в пространстве вакуума. Если приёмник точечный, то угол приёма волн не имеет какого-то принципиального значения, зато я видел исследователей для которых это было большой проблемой и математика в их головах побеждала физику. Для наглядности этого процесса, применительно к моей теории, я сделал пару гифок -
https://i5.imageban.ru/out/2016/07/20/862991f726185cab1a43807d62551124.gif
https://i4.imageban.ru/out/2016/07/20/b0e90db0f8067df9e43b1e62323d0fcb.gif

+1

20

Ничего непонятно.

#p180385,SmiValBor написал(а):

Я занимался исследованием доплеровских эффектов в пространстве вакуума

"Допплеровских" пишется с двумя п. У вакуума есть какое-то его особое пространство ? И какой уровень вакуума имеется в виду ? Что имеется в виду под словами "фотон одновременности" ?

0

21

#p180391,SERGEY написал(а):

"Допплеровских" пишется с двумя п.

Просто мне с одной п больше нравица!

#p180391,SERGEY написал(а):

У вакуума есть какое-то его особое пространство ? И какой уровень вакуума имеется в виду ?

А разве вакуум может существовать без пространства? А вакуум - космический, для написания теории можно абстрагироваться и брать самый чистый - без частиц, для которых существует длина свободного пробега.

#p180391,SERGEY написал(а):

Что имеется в виду под словами "фотон одновременности" ?

Анимашки сделаны для статьи с одноимённым названием. Ещё на форуме Мембраны, ML сообщил мне интересную инфу о том, что каждый фотон имеет свой паспорт. Я даже представить себе такого не мог, но это знание помогло мне выработать алгоритм для точной сверки атомных часов на космических аппаратах.

+1

22

Продолжайте, интересно.

0

23

Ну и где обзор известного и постановка задачи ?

0

24

#p180400,SERGEY написал(а):

Ну и где обзор известного

Краткое изложение мембраны?

0

25

Чем дело кончилось: после смены аппарата артефакты пропали. Новый аппарат без проблем различает реально существующий шунт, если он есть.
То есть, тема на данный момент совершенно неактуальна.

0

26

#p180403,Zagar написал(а):

Краткое изложение мембраны?

Ну зачем же всей Мембраны? Достаточно тематики "фотона одновременности". Со ссылками и критикой.

Отредактировано SERGEY (2022-10-10 08:33:10)

0

27

#p180396,Ал написал(а):

Продолжайте, интересно.

      Да, это действительно интересно. Первый свой пост об этом алгоритме я разместил ещё на самой первой Мембране, по просьбе профессора Samumа и Ольги, он вмещал в себя всего два или три простеньких предложения. Понять его мог только человек, разобравшийся в моей теории, ведь на анимашках всё происходит в полном соответствии с моим законом распространения света, а их я научился делать только около 10 лет назад, когда форум уже не работал. Законом, в отличии от постулата, можно пользоваться практически. Статью о фотоне одновременности, я разместил на Сайлоге, когда Вы его уже покинули, позже я её продублировал на форуме - if4. Почему-то никаких критических замечаний не последовало, зато они шли регулярно от меня в сторону СТО и ОТО.
     Если Вы внимательно посмотрите на обе мои гифки, то заметите, что поперечный эффект Эйнштейна на них полностью отсутствует. Два наблюдателя снизу и сам источник моргают в это кратчайшее время одновременно в такт друг другу (все находятся на одной вертикальной линии), вне всякой зависимости от расстояния между ними. И хотя сам процесс очень сильно замасштабирован, но даёт нам уверенность каким-то способом точно сверять часы на расстоянии между космическими аппаратами мгновенно. Главным условием такой сверки является идентичная частота испускания эл. магнитных волн на обоих космических аппаратах, т. е. их длины волн одинаковы.
    Ну, а вот и сам алгоритм. Представьте себе, что два космических аппарата летят на огромной скорости во встречном направлении и испускают одинаковые эл. магнитные волны в направлении друг к другу. 1. На них одновременно фиксируется момент времени, когда принятая волна равна длине волны собственной волне излучения. 2. В это время на обоих аппаратах рождается фотон одновременности, а т. к. каждый фотон имеет свой паспорт, значит имеет и свой порядковый номер. Вот эти-то порядковые номера запоминаются и опять же передаются сверяемому время кораблю (один из них соответственно эталонный). 3. Ну, а дальше надеюсь всё понятно и без меня - на корабле подводят стрелки, соответственно полученной цифре. Надеюсь не накосячил с описанием.

+1

28

Куда деваются паспорта фотонов, когда они долетят до цели...

0

29

#p180449,SERGEY написал(а):

Куда деваются паспорта фотонов, когда они долетят до цели...

Цели и задачи могут быть самыми разными. К примеру, можно получить пару снимков одновременности далёких космических тел с помощью нескольких телескопов разнесённых на расстояния, что приведёт к значительному увеличению разрешающей способности фотографии при их наложении. Я так думаю, что после своей отработки они не сохраняются, лучше конечно узнать у ML, но где его сейчас найти, фиг его знает...

0

30

#p180449,SERGEY написал(а):

Куда деваются паспорта фотонов,

Хранятся в паспортном столе, конечно. Не на руки же им их выдавать. Ты ваще видел у фотонов руки?

0


Вы здесь » Амальгама » Физика » Допплер-артефакт