Контроль частоты и размаха вибрации по изменению контраста в изображении штрихов пирамидальной миры

• Автор: Юденков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 96 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

1.1. Классификация методов и средств контроля частоты и размаха гармонической вибрации
1.2. Направление развития методов контроля параметров вибрации и постановка задач диссертационных исследований

1.3. Выводы по главе

ГЛАВА Л ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОНТРАСТА В ИЗОБРАЖЕНИИ ШТРИХОВ ОТ РАЗМАХА ВИБРАЦИИ
2.1. Разработка модели изменения контраста в изображении парных вибрирующих штрихов при условии выполнения стробоскопического эффекта

2.2. Теоретическая оценка применения видеокамеры для контроля параметров вибрации

ГЛАВА III ЭКСПЕРЕМЕНТАЛБР1АЯ УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ГАРМОНИЧЕСКОЙ ВИБРАЦИИ

3.1. Описание экспериментальной установки

3.2. Настройка и калибровка экспериментальной установки
3.3. Описание проведенных экспериментов и сравнение результата с теорией
3.4. Теоретическое исследование изменения частотно-контрастной характеристики стробоскопического эффекта от технических характеристик видеокамеры
3.5. Описание эффекта периодического изменения частотно-контрастной характеристики

ГЛАВА IV РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ И РАЗМАХА ГАРМОНИЧЕСКОЙ ВИБРАЦИИ ПО ОПТИЧЕСКОМУ ИЗОБРАЖЕНИЮ ШТРИХОВ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
4Л. Анализ оптического изображения штрихов и причины
возникновения погрешностей контроля параметров вибрации
4ЛЛ Совпадение частоты вибрации объекта с кадровой частотой ПЗС-фотоприемника. Совпадение времени экспозиции с периодом кадра в
ПЗС-фотоприемнике
4Л.2 Совпадение частоты вибрации объекта с кадровой частотой ПЗС-фотоприемника. Различие между временем экспозиции и периодом
кадра в ПЗС-фотоприемнике
4Л.З Различие между частотой вибрации объекта и кадровой частотой ПЗС-фотоприемника. Совпадение времени экспозиции с периодом
кадра в ПЗС-фотоприемнике
4Л.4 Различие между частотой вибрации объекта контроля и кадровой частотой ПЗС-фотоприемника. Различие между временем экспозиции
и периодом кадра в ПЗС-фотоприемнике
4.2 Метод контроля частоты и размаха вибрации по оптическому изображению грех парных штрихов с различными пространственными частотами
4.2.1. Контроль частоты вибрации
4.2.2. Контроль размаха вибрации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Современные технологии требуют непрерывного контроля за многими параметрами
технологического процесса и контроля состояния оборудования. Одними из важнейших параметров являются размах и частота вибрации.
Избежать механических колебаний на практике почти нельзя, так как они обусловлены динамическими явлениями, сопровождающими присутствие допусков, зазоров и поверхностных контактов отдельных деталей машин и механизмов.
Особенную опасность представляют известные усиления колебаний, возникающие на резонансных частотах упругих конструкций. Безопасной эксплуатации зданий и сооружений, нормальной работе производственного оборудования и силовых установок соответствует определенный уровень вибрации. Превышение допустимых норм параметров вибрации значительно снижает срок эксплуатации объекта, подверженного вибрации, и может привести к его разрушению.
Одной из проблем контроля параметров вибрации - это проблема осуществления контроля на значительных расстояниях от измерительного устройства до объекта. Например, при своевременном контроле вибрации крыши Трансвааль-парка в 2004 году вполне можно было избежать ее обрушения и человеческих жертв.
Одной из последних разработок является метод ультразвуковой фазометрии, который способен обеспечить контроль вибрации на расстоянии до 2 м. Однако контроль вибрации требуется не только в диапазоне расстояний до 2 метров но и на расстояниях, измеряемых десятками и даже сотнями метров. Методом фазометрии подобную проблему не решить. Поэтому необходимо вести научный поиск новых методов и средств, которые обеспечивают решение этой проблемы.

* = 7774’ <2-6)
(4,+4)
с той лишь разницей, что вместо максимальной и минимальной значениями яркостей будем фиксировать значение яркости Ь0 между светлыми штрихами и значением яркости Ьш на одном из штрихов. Фиксация яркостей в изображении позволяет согласовать изменения контраста по формулам (2.5) и (2.6). Формула (2.5) дает возможность оценить изменение контраста в частотной области, а формула (2.6) — в пространственной. При условии разрешения штрихов, когда яркость Ьш больше яркости Ь0, контраст больше нуля: К>0. При условии равенства яркостей (ЬШ=Ьо) получаем нулевой контраст 4=0. При условии Ьш<Ьо возникает отрицательный контраст 4<0.
В неподвижном изображении, когда 7?=0, ЧКХ (2.5) приобретает значение единицы. Согласно Фурье преобразованию, ЧКХ переходит в 8-функцию, поэтому свертка изображения с 8-функцией в формуле (2.3) дает вполне закономерный результат в виде идеального изображения штрихов (2.2), как показано на рисунке 2.2,а. Получили тривиальный вывод. При отсутствии вибрации штрихов при любых их размерах контраст в изображении, согласно формуле (2.6), всегда равен единице.
Рассмотрим изменение контраста в штрихах при различных соотношениях размаха и размера штриха а. ЧКХ стробоскопического эффекта (2.5) переходит через первое нулевое значение на
пространственной частоте у=1/27?. Зададим условие К=а, то есть размах колебания равен ширине штриха. В этом случае частота перехода ЧКХ через нуль и частота штрихов совпадают:
»' = — = — = - (2.7)
2Я 2а А к '
Подставим значение Я=а в уравнение (2.4)
с{у) = соз(т2цц)-5тс(яиг)-81Пс(т2ог) (2.8)