شناسایی ارتعاشات سامانه های دورانی با استفاده از روش پردازش تصویر

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 هیئت علمی دانشگاه

2 فارغ التحصیل

چکیده

در این مقاله روشی نوین جهت بررسی ارتعاشات عرضی یک سامانه ارتعاشی با استفاده از روش پردازش تصویر ارائه شده است. روش‌های اپتیکی مانند تکنیک انحراف سنجی، تکنیک ماره، هولوگرافی دیجیتال و… از روش‌های متداول در این راستا می‌باشند. در این مقاله از روش انحراف­سنجی برای مطالعه ارتعاشات دیسک چرخان استفاده شده است. با تصویر برداری از دیسک چرخان، تصاویر مربوط به آن استخراج می‌شود. با بررسی قاب به قاب تصاویر به وسیله تکنیک پردازش تصویر در حوزه فرکانس، نمایه سه بعدی دیسک که همان شکل مود یا پاسخ ارتعاشی دیسک مرتعش است، در هر قاب به­دست می‌آید. با معلوم بودن تعداد قاب بر ثانیه توسط دوربین مورد استفاده، فرکانس ارتعاشات نیز به­دست می‌آید. برای بررسی صحت نتایج، داده‌های به­دست آمده با داده‌های حاصل از حل معادله ارتعاشات اجباری عرضی خطی دیسک چرخان مقایسه شده ‌است. در بهترین حالت خطای RMS نمودارهای حاصل از آزمایش با نمودارهای تحلیلی به میزان ۱۹/۰ شد که نزدیک بودن نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از نظریه و دقت روش مورد استفاده را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Tay, Cho Jui, et al. "Surface profile measurement of low-frequency vibrating objects using temporal analysis of fringe pattern." Optics & Laser Technology.vol.36, no.6, 2004, pp.471-476.

[2] Mitchell, Andrew K. "Optical modal analysis using white-light projected fringes." Experimental mechanics vol.45, no.3, 2005 pp.250-258.

[3] Yılmaz, S. Tunç, et al. "Vibration amplitude analysis with a single frame using a structured light pattern of a four-core optical fibre." Optics communications.vol.249, no.4, 2005, pp.515-522.

[4] Rodriguez-Vera, R., Meneses-Fabian, C., Rayas, J. A., Mendoza-Santoyo, F., del Bosque, L., & del Campestre, C. L. “Measuring 3D shape vibration mode by fringe projection and Fourier transform method”, 2007.

[5] Fu, Yu. "Low-frequency vibration measurement by temporal analysis of projected fringe patterns." Optics and Lasers in Engineering vol.48, no.2, 2010, pp.226-234.         

[6] Su, Xianyu, and Qican Zhang. "Dynamic 3-D shape measurement method: a review." Optics and Lasers in Engineering. vol.48, no.2, 2010, pp.191-204.

[7] Zhang, Song. "Recent progresses on real-time 3D shape measurement using digital fringe projection techniques." Optics and lasers in engineering. vol.48, no.2, 2010, pp.149-158.

[8] Mohammadi, Fatemeh, Khosro Madanipour, and Amir H. Rezaie. "Three dimensional surface topography based on digital fringe projection." Optical Metrology in Videometrics, Range Imaging, and Applications section of SPIE8085, 2011, p.80850W-1.

[9] محمدی، فاطمه، "بازسازی و بهبود نمایه سه بعدی سطح با استفاده از تکنیک ماره"‌، پایان نامه کارشناسی ارشد، مهندسی الکترونیک، دانشکده مهندسی برق دانشکاه صنعتی امیرکبیر 1389         

[10] Robinson, David W. "Interferogram Analysis”, 1st ed, IOP publishing, 1993.

[11] Abid, Abdulbasit Zaid Ahmed. "Fringe pattern analysis using wavelet transforms." John Moores University, Liverpool, 2008.

[12] خداپرست، محسن، "کمی­سازی و اندازه­گیری زبری سطح درز سنگی با استفاده از روش پردازش تصویر"، پایان نامه کارشناسی ارشد، مهندسی معدن، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی دانشکاه صنعتی امیرکبیر، 1390         

[13] Su, Xianyu, and Qican Zhang. "Dynamic 3-D shape measurement method: a review." Optics and Lasers in Engineering. vol.48, no.2, 2010, pp.191-204.

[14] Degrieck, Joris, Wim Van Paepegem, and Pierre Boone. "Application of digital phase-shift shadow moiré to micro deformation measurements of curved surfaces." Optics and Lasers in Engineering, vol.36, no.1, 2001, pp.29-40.

[15] Takeda, Mitsuo, Hideki Ina, and Seiji Kobayashi. "Fourier-transform method of fringe-pattern analysis for computer-based topography and interferometry." JosA 72, no.1, 1982, pp.156-160.

[16] Wei, Yao, Dapeng Yan, and Soyoung Stephen Cha. "Comparison of results of interferometric phase extraction algorithms for three-dimensional flow-field tomography." Optics and lasers in engineering. vol.32, no.2, 1999, pp.147-155.

[17] Su, Xianyu, and Wenjing Chen. "Fourier transform profilometry:: a review." Optics and lasers in Engineering, vol.35, no.5, 2001, pp.263-284.

[18] Gdeisat, Munther, and Francis Lilley. "One-dimensional phase unwrapping problem." signal 4, 2012, p.6.

[19] Guo, Hong. Three-dimensional shape measurement based on Fourier transform and phase shifting method. Diss. State University of New York at Stony Brook, 2009.

[20] M. Gdeisat, F. Lilley; “Two-Dimensional Phase Unwrapping Problem”

[21] Lo, Chi Fung, Xiang Peng, and Lilong Cai. "Surface normal guided method for two-dimensional phase unwrapping." Optik-International Journal for Light and Electron Optics, vo.113, no.9, 2002 pp.439-447.

[22] Su, Xianyu, and Wenjing Chen. "Reliability-guided phase unwrapping algorithm: a review." Optics and Lasers in Engineering, vol.42, no.3, 2004, pp.245-261.

[23] Ghiglia, Dennis C., and Louis A. Romero. "Robust two-dimensional weighted and unweighted phase unwrapping that uses fast transforms and iterative methods." JOSA A, vol.11, no.1, 1994, pp.107-117.

[24] Loffeld, Otmar, et al. "Phase unwrapping for SAR interferometry—A data fusion approach by Kalman filtering." IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol.46, no.1, 2008, pp.47-58.

[25] Baddour, Natalie. “A modelling and vibration analysis of spinning disks”. PhD Dissertation, Graduate Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Toronto, 2001.