Redukce speckle šumu v laserové vibrometrii pomocí poměru špičatostí: Aplikace v diagnostice mechanických závad
Popis výsledku
V tomto článku je navržena statistická metoda pro zlepšení vibračních signálů naměřených pomocí laserové Dopplerovské vibrometrie (LDV). Tato metoda byla optimalizována pro LDV signály z ložisek univerzálních elektrických motorů a byla aplikována pro kontrolu kvality domácích praček. Jsou diskutovány důležité problémy LDV, zejména pak tzv. speckle šum vznikající při měření opticky hrubých povrchů. Přítomnost tohoto šumu je detekována pomocí nového skalárního indikátoru Kurtosis Ratio (KR). KR je definováno jako poměr standartní špičatosti a robustního odhadu špičatosti, díky čemuž vyjadřuje přítomnost mimolehlých hodnot v datech. Jelikož je neefektivní vyřazovat signály zkreslené tímto šumem, je navržen algoritmus pro automatickou selekci nepoškozené části signálu. Tento algoritmus se skládá z pásmové filtrace, segmentace signálu a prahování hodnoty KR pro každý segment filtrovaného signálu.
Klíčová slova
kurtosislaser vibrometerrolling element bearingspeckle noiseuniversal electric motorwashing machine
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
Výsledek na webu
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Avoidance of Speckle Noise in Laser Vibrometry by the Use of Kurtosis Ratio: Application to Mechanical Fault Diagnostics
Popis výsledku v původním jazyce
This paper presents a statistical technique to enhance vibration signals measured by Laser Doppler Vibrometry (LDV). The method has been optimised for LDV signals measured on bearings of universal electric motors and applied to quality control of washingmachines. Inherent problems of LDV are addressed, particularly the speckle noise occurring when rough surfaces are measured. The presence of speckle noise is detected using a new scalar indicator Kurtosis Ratio (KR), specifically designed to quantify the amount of random impulses generated by this noise. The KR is a ratio of the standard kurtosis and a robust estimate of kurtosis, thus indicating the outliers in the data. Since it is inefficient to reject the signals affected by the speckle noise, an algorithm for selecting an undistorted portion of a signal is proposed. The algorithm includes band-pass filtering and segmentation of the signal, as well as thresholding of the KR computed for each filtered signal segment.
Název v anglickém jazyce
Avoidance of Speckle Noise in Laser Vibrometry by the Use of Kurtosis Ratio: Application to Mechanical Fault Diagnostics
Popis výsledku anglicky
This paper presents a statistical technique to enhance vibration signals measured by Laser Doppler Vibrometry (LDV). The method has been optimised for LDV signals measured on bearings of universal electric motors and applied to quality control of washingmachines. Inherent problems of LDV are addressed, particularly the speckle noise occurring when rough surfaces are measured. The presence of speckle noise is detected using a new scalar indicator Kurtosis Ratio (KR), specifically designed to quantify the amount of random impulses generated by this noise. The KR is a ratio of the standard kurtosis and a robust estimate of kurtosis, thus indicating the outliers in the data. Since it is inefficient to reject the signals affected by the speckle noise, an algorithm for selecting an undistorted portion of a signal is proposed. The algorithm includes band-pass filtering and segmentation of the signal, as well as thresholding of the KR computed for each filtered signal segment.
Klasifikace
Druh
Jx - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)
CEP obor
JA - Elektronika a optoelektronika, elektrotechnika
OECD FORD obor
—
Návaznosti výsledku
Projekt
Návaznosti
Z - Vyzkumny zamer (s odkazem do CEZ)
Ostatní
Rok uplatnění
2008
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Mechanical Systems and Signal Processing
ISSN
0888-3270
e-ISSN
—
Svazek periodika
22
Číslo periodika v rámci svazku
3
Stát vydavatele periodika
GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska
Počet stran výsledku
25
Strana od-do
—
Kód UT WoS článku
000253124200011
EID výsledku v databázi Scopus
—
Druh výsledku
Jx - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)
CEP
JA - Elektronika a optoelektronika, elektrotechnika
Rok uplatnění
2008