Программно-технический комплекс для исследования механических колебаний по динамике частотно-контрастной характеристики в изображении тест-объекта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат технических наук Зрюмов, Павел Александрович

• Зрюмов, Павел Александрович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зрюмов, Павел Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1 Аналитических обзор существующих методов и средств измерения параметров гармонической вибрации

1.1. Классификация методов измерения

1.2. Пьезоэлектрические методы измерения

1.3. Индукционные методы измерения

1.4. Индуктивные методы измерения

1.5. Резистивные методы измерения

1.6. Емкостные методы измерения

1.7. Струнные методы измерения

1.8. Гальваномагнитные методы измерения

1.9. Вихретоковые методы измерения

1.10. Радиоволновые методы измерения

1.11. Электрические методы измерения

1.12. Акустические методы измерения

1.13. Оптические методы измерения

1.13.1. Метод мерного клина

1.13.2. Метод двойных марок

1.13.3. Фотоэлектронные методы измерения

1.13.4. Зеркальные методы измерения

1.13.5. Интерференционные методы измерения

1.13.6. Методы измерения, основанные на применении эффекта Допплера26

1.13.7. Голографические методы измерения

1.13.8. Метод измерения по дискретным отсчетам оптического изображения

1.13.9. Метод измерения гармонической вибрации по ее спектру

1.14. Анализ возможности использования стробоскопического эффекта и эффекта смаза изображения для измерения частоты и размаха поперечных

вибраций. Постановка задач диссертационных исследований

ГЛАВА 2 Теоретические исследования изменения контраста в изображении парных штрихов от параметров стационарной вибрации

2.1. Введение понятия контраста для динамического изображения

2.2. Применение частотно-контрастной характеристики для анализа размаха гармонической вибрации с помощью ПЗС-фотоприемника

2.2.1. Влияние фоточувствительного элемента ПЗС-фотоприемника на ЧКХ штрихов

2.2.2. Анализ изменения контраста в штрихах по ЧКХ стробоскопического эффекта

2.2.3. Изменение ЧКХ от соотношения параметров гармонической вибрации и параметров ПЗС-фотоприемника

2.3. Исследование изменения ЧКХ от суммы гармонических вибраций

3.1. Экспериментальная установка

3.2. Статическое изображение тест-объекта

3.3. Экспериментальные исследования изменения контраста в штрихах при гармонической вибрации тест-объекта

3.4. Изменение контраста в штрихах тест-объекта при стационарной

вибрации, представляющей сумму двух гармоник

3.4.1. Изменение контраста в штрихах при вибрации, представляющей сумму двух гармоник с близкими частотами и близкими размахами

3.5. Влияние различия периода смены кадров и времени экспозиции на изменения контраста в изображении штрихов тест-объекта

ГЛАВА 4 Разработка программно-аппаратного комплекса для измерения параметров гармонических вибраций

4.1. Алгоритм и программное обеспечение для измерения частоты и размаха гармонической вибрации

4.2. Применение генетического алгоритма для повышения быстродействия измерения частоты гармонической вибрации

4.3. Измерение частоты и размаха вибрации при экспериментальном исследовании установок по изготовлению жидких кормов

4.3.1 Средство измерения частоты и размаха гармонической вибрации

4.3.2 Проведение измерений частоты и размаха вибрации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Программно-технический комплекс для исследования механических колебаний по динамике частотно-контрастной характеристики в изображении тест-объекта»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации. Актуальность работы состоит в исследовании движения материальных объектов и взаимодействия между ними по параметрам вибрации, возникающей, например, при механической обработке металлов, перемешивании сыпучих материалов, движении соприкасающихся поверхностей, выполненных из наноматериалов, динамическом воздействии на мостовые пролеты и т.д [1-8].

Разработано большое количество методов и средств, позволяющих измерять параметры гармонической вибрации. Существует две группы методов измерения параметров вибрации: контактные, подразумевающие механическую связь датчика с исследуемым объектом, и бесконтактные, т.е. не связанные с объектом механической связью [9].

Наиболее простыми являются контактные методы измерения вибрации. Они позволяют проводить измерения с высокой точностью в диапазоне низких частот и относительно больших амплитуд вибрации, но вследствие своей высокой инерционности, приводящей к искажению формы сигнала, становится невозможным измерение вибрации высокой частоты и малой амплитуды. Кроме того, если масса исследуемого объекта, а, следовательно, и его инерционность не велика, то такой датчик может существенно влиять на характер вибрации, что вносит дополнительную ошибку в измерения.

В настоящее время классифицируют три группы бесконтактных методов измерения вибрации: ультразвуковые, радиоволновые и оптические. Использование ультразвуковых методов ограничивают невысокая разрешающая способность (виброперемещения от 10 мкм), сильное затухание ультразвука в воздухе, зависимость от состояния атмосферы. Недостатками СВЧ-преобразователей является необходимость выполнения сложных процедур калибровки при смене объекта или изменении расстояния до него, зависимость от состояния атмосферы. Недостатками существующих оптических методов являются жесткие

требования к состоянию атмосферы, к качеству и к температуре поверхности исследуемого объекта.

Указанных недостатков лишен метод, основанный на использовании стробоскопического эффекта, однако он обеспечивает измерение только частоты вибрации. Существует метод измерения размаха вибрации по размытию изображения (E.Rule, FJ.Suellentrop and T.A.Peris Optical Method for Measurement of Vibration Amplitudes, «Rev. Scientif. Instrum.», 1959, №1, p.40-41), но он не обеспечивает измерение частоты вибрации [10]. Современные высокоскоростные видеокамеры позволяют объединить указанные методы и реализовать устройство, сочетающее в себе их положительные качества. Изменение контраста изображения штрихов при их смещении изучал О'Нейл [11]. Его теоретические результаты могут быть положены в основу создания нового метода измерения частоты и размаха вибрации.

В простейшем варианте эти методы были реализованы в устройстве для визуального контроля частоты и размаха гармонической вибрации с помощью ПЗС-матрицы [12-14]. Однако недостатками этого устройства является то, что процесс контроля не автоматизирован, и не исследован процесс изменения контраста в изображении парных штрихов при полигармонической вибрации.

Исследования, представленные в диссертационной работе, выполнялись в рамках программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У.М.Н.И.К.) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Разработка интеллектуальных оптических средств контроля параметров вибрации объекта, основанных на применении генетического алгоритма» (Договор № 17/нрот«10» декабря 2008 г., договор № 28/нрот«20» апреля 2010 г.)

Целью работы является создание нового оптического метода и

программно-технического комплекса измерения частоты и размаха вибрации,

основанного на использовании стробоскопического эффекта и эффекта

6

изменения контраста в оптическом изображении тест-объекта в виде парных параллельных штрихов с различными пространственными частотами.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить задачи;

1. Выполнить аналитический обзор методов и средств измерения параметров вибрации и обосновать необходимость создания нового оптического метода и средства измерения частоты и размаха вибрации.

2. Разработать модель изменения контраста в изображении тест-объекта в виде парных штрихов с различными пространственными частотами в зависимости от частоты и размаха полигармонической вибрации при условии стробоскопического эффекта и от задаваемых параметров видеокамеры.

3. Провести экспериментальные исследования изменения контраста в изображении парных штрихов в зависимости от их пространственной частоты, размаха и частоты гармонической вибрации, а также от времени накопления линейного ПЗС-фотоприемника.

4. Разработать программно-технический комплекс для измерения частоты и размаха гармонической вибрации.

Объектом исследования является оптический метод измерения частоты и размаха гармонической вибрации, основанный на стробоскопическом эффекте и эффекте изменения контраста в динамическом изображении парных штрихов.

Методы и достоверность результатов исследований. В процессе выполнения поставленных задач были использованы теоретические и экспериментальные методы исследований. Для калибровки экспериментальной установки использовали генератор сигналов низкой частоты ГЗ-118 с погрешностью 0,01 Гц, объект-микрометр в проходящем свете (ОМП) с ценой деления шкалы 0,01 мм, которые обеспечивали высокую точность определения частоты вибрации, амплитуды вибрации и размеров штрихов тест-объекта.

Положения, выносимые на защиту;

1. Модель изменения контраста в динамическом изображении параллельных парных штрихов в зависимости от частоты и размаха стационарной вибрации тест-объекта, на котором расположены парные штрихи, а также от кадровой частоты и времени экспозиции видеокамеры.

2. Экспериментальная установка для исследования параметров гармонической вибрации, которая содержит звуковой генератор синусоидальных колебаний, динамик, на диффузоре которого закреплен тест-объект, видеокамеру и персональный компьютер.

3. Экспериментальные исследования изменения контраста в изображении парных штрихов от параметров стационарной вибрации.

4. Средство измерения параметров гармонической вибрации и программное обеспечение для обработки изображения тест-объекта.

Научная новизна полученных результатов.

1. На основе теории О'Нейла разработана и экспериментально подтверждена модель изменения контраста в динамическом изображении тест-объекта в виде параллельных парных штрихов в зависимости от их пространственной частоты, частоты и размаха вибрации тест-объекта, а также от кадровой частоты и времени экспозиции ПЗС-фотоприемника.

2. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что нулевой контраст в изображении парных штрихов возникает в той паре, которая имеет размер штрихов равный размаху вибрации, при условии равенства кадровой частоты ПЗС-фотоприемника частоте вибрации (стробоскопический эффект).

3. Введено новое понятие "частотно-контрастная характеристика стробоскопического эффекта" для разработанной математической формулы, по которой определяют диапазон пространственных частот в штрихах тест-объекта и изменение контраста в них.

4. Обнаружен эффект оптических биений в изображении вибрирующих

парных штрихов, который возникает при наложении двух гармонических

8

колебаний с близкими частотами и проявляется в периодическом изменении контраста.

Практическая значимость работы. На основе стробоскопического эффекта и признака нулевого контраста разработан программно-аппаратный комплекс для измерения частоты и размаха вибрации. Применение генетического алгоритма позволило увеличить быстродействие при измерении частоты вибрации.

Реализация результатов исследований. Разработанное средство апробировано при измерении параметров вибрации мостовых пролетов и внедрено в лаборатории ООО «Малое инновационное предприятие сельскохозяйственного назначения АлтГТУ» для исследования вибраций механических установок по перемешиванию жидких кормов.

Апробация работы. Материалы работы обсуждались на научно-технических семинарах кафедры информационных технологий АлтГТУ, а также докладывались на различных конференциях, среди которых: Международная научно-практическая конференция «Виртуальные и интеллектуальные системы» (Барнаул, 2008-2011), XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технология» (Томск, 2009), VII Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии» (Томск, 2009), I научно-практическая конференция «Информационно-измерительная техника и технологии» (Томск, 2010), XLVIII Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2010), Четвертая всероссийская научно-практическая конференция «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» (Оренбург, 2009), Всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Молодая мысль: Наука, технологии и инновации» (Братск, 2010), Международная научно-

практическая конференция «Современные направления теоретических и прикладных исследований 2010» (Одесса, 2010).

Публикации. По материалам исследований диссертации опубликованы 32 печатные работы, из них 5 статей в рецензируемых журналах, 2 монографии, 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Личный вклад автора

Автором получены все основные результаты теоретических и экспериментальных исследований, осуществлена обработка полученных данных, разработан метод и средство для измерения размаха и частоты вибрации, написано программное обеспечение, реализующее разработанный метод.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации составляет 106 страниц, включая 32 рисунка, 2 таблицы.

В первой главе проведен аналитических обзор существующих методов и средств измерения параметров гармонической вибрации. Анализ данных методов позволил сделать вывод о перспективности разработки оптического метода и средства измерения частоты и размаха вибрации, основанного на использовании стробоскопического эффекта и эффекта смаза изображения.

Во второй главе разрабатывается модель изменения контраста в динамическом изображении параллельных парных штрихов в зависимости от частоты и размаха стационарной вибрации тест-объекта, на котором расположены парные штрихи, а также от кадровой частоты и времени экспозиции видеокамеры.

В третьей главе приведены экспериментальные исследования изменения контраста в изображении парных штрихов от параметров стационарной вибрации.

В четвертой главе приведено разработанное средство измерения

параметров гармонической вибрации и программное обеспечение для

10

обработки изображения тест-объекта для исследования вращения бака, приводимого в движение с помощью двигателя, по параметрам вибрации. Предложен метод оптимизации поиска частоты вибрации объекта, основанный на применении генетического алгоритма.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность своему научному руководителю, д.т.н. Пронину Сергею Петровичу за помощь и ценные замечания при обсуждении результатов исследований.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Зрюмов, Павел Александрович

Выводы.

1) Разработано средство для исследования параметров гармонической вибрации, состоящее из видеокамеры с изменяемой кадровой частотой, генератора низкочастотных электрических сигналов, тест-объекта и персонального компьютера. Средство позволяет исследовать гармонические вибрации в диапазоне изменения частот от 1 до 88 Гц и от 17 до 2000 Гц. Разработаны и изготовлены 2 тест-объекта, которые позволяют измерять размах вибрации в диапазоне от 0,01 до 0,10 мм с шагом 0,01 мм и в диапазоне от 0,17 мм до 0,9 мм с шагом 0,08.

2) Разработано программное обеспечение обработки видеосигнала для измерения размаха и частоты вибрации в автоматическом режиме в среде программирования Visual Studio 2005 с помощью языка программирования С++.

3) Для увеличения производительности измерения частоты вибрации предложен и реализован генетический алгоритм. Применение генетического алгоритма сокращает время измерения на порядок.

4) Разработанное средство измерения параметров гармонической вибрации внедрено в лаборатории ООО «Малое инновационное предприятие сельскохозяйственного назначения АлтГТУ» для исследования вибраций механических установок по перемешиванию жидких кормов. Установлено, что основная вибрация установки имеет частоту 6,5 Гц и размах 170 мкм.

Разработанное средство апробировано при измерении параметров вибрации мостовых пролетов на расстоянии 30 м.

Заключение

1) Разработан новый оптический метод измерения параметров гармонической вибрации на основе применения стробоскопического эффекта и регистрации нулевого контраста, позволяющий измерять частоту и размах вибрации на расстоянии до 30 метров. Ограничение измерения размаха вибрации связано с технической реализацией тест-объекта (до 2 мкм) и максимальной кадровой частотой видеокамеры (до нескольких мегагерц).

2) Разработана модель изменения контраста в динамическом изображении параллельных парных штрихов в зависимости от их пространственной частоты, частоты и размаха гармонической вибрации тест-объекта, а также от кадровой частоты и времени экспозиции видеокамеры. Модель позволяет определять параметры тест-объекта, электрические параметры видеокамеры с целью реализации устройства измерения параметров гармонической вибрации исследуемого объекта.

3) Теоретически и экспериментально установлено, что при времени экспозиции равном времени кадра, а также равенстве частоты вибрации частоте видеокамеры, контраст в изображении штрихов остается неизменным во времени. При этом нулевой контраст наблюдается в той паре штрихов, в которой размеры штрихов равны размаху вибрации.

4) Теоретически и экспериментально установлено, что при наличии двух гармоник в сигнале, который создает вибрацию тест-объекта, в штрихах наблюдаюся периодические изменения контраста. В случае, когда размахи двух гармоник равны и их частоты близки, путь, проходимый тест-объектом, изменяется от кадра к кадру от нуля до учетверенного размаха гармоники. Этот результат характерен для известного физического эффекта биений. Во временных точках, когда путь равен нулю, наблюдается положительный контраст одновременно во всех парных штрихах независимо от пространственной частоты. При этом период изменения положительного контраста равен периоду биений.

5) Разработано средство для исследования параметров гармонической вибрации, состоящее из видеокамеры с изменяемой кадровой частотой, генератора низкочастотных электрических сигналов, тест-объекта и персонального компьютера. Средство позволяет исследовать гармонические вибрации в диапазоне изменения частот от 1 до 88 Гц с погрешностью 0,1 Гц и от 17 до 2000 Гц с погрешностью 0,1 Гц. Разработаны и изготовлены тест-объекты, которые позволяют измерять размах вибрации в диапазоне от 0,01 до 0,1 мм с дискретностью 0,01 мм и от 0,17 мм до 0,91 мм с дискретностью 0,08 мм. Разработано программное обеспечение обработки видеосигнала для измерения размаха и частоты вибрации в автоматическом режиме в среде программирования Visual Studio 2005 с помощью языка программирования С++.

6) Для увеличения производительности измерения частоты вибрации предложен и реализован генетический алгоритм. Применение генетического алгоритма сокращает время измерения частоты в диапазоне от 20 до 50 Гц в среднем в 50 раз (до 10 секунд).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зрюмов, Павел Александрович, 2012 год

Список литературы

1. Ширман, А.Р. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / А.Р. Ширман, А.Д. Соловьев. - М . : Москва, 1996. - 276 с.

2. Парфеньева, И.Е. Технология конструкционных материалов / И.Е. Парфеньева - М .: Изд-во МГУИЭ, 2009. - с.

3. Бармин, Б.П. Вибрации и режимы резания / Б.П. Бармин. - М . : Машиностроение, 1972. -71 с.

4. Варсанофьев, В.Д. Вибрационная техника в химической промышленности / В.Д. Варсанофьев, Э.Э. Кольман-Иванов. М . : Химия, 1985.-240 с.

5. Михалева, З.А. Методы и оборудование для переработки сыпучих материалов и твердых отходов / З.А. Михалева, A.A. Коптев, В.П. Таров. - Тамбов : Изд-во ТГТУ, 2002. - 64 с.

6. Вибрации в технике: Справочник. - т. 4 / под ред. Э.Э. Лавендела. - М . : Машиностроение, 1981. - 509 с.

7. Сергеев, A.A. Методика экспериментальной оценки динамических воздействий подвижной нагрузки на пролетные строения автодорожных мостов / A.A. Сергеев // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М . : ОАО ЦНИИС, 2007. - 197 с.

8. Ефимов, П.П. Динамическое воздействие движущихся автомобилей на мосты малых пролетов / П.П. Ефимов // Теоретические и экспериментальные исследования мостов и сооружений. - Омск : Запсиб кн. изд-во, 1972. - №5. - С. 46-52.

9. Барков, A.B. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации. / A.B. Барков, H.A. Баркова. - СПб . : Изд. центр СПбГМТУ, 2004. - 152 с.

10. Rule, E. Optical Method for Measurement of Vibration Amplitudes, / E. Rule, F.J. Suellentrop, T.A.Peris // «Rev. Scientif. Instrum.». - Argonne : Argonne National Laboratory, 1959. - №1. - p. 40-41.

11. О'Нейл Э. Введение в статистическую оптику / Э. О'Нейл. - М.: Изд-во Мир.-1966.-254 с.

12. Юденков, A.B. Контроль частоты и размаха вибрации по изменению контраста в изображении штрихов пирамидальной миры / A.B. Юденков // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2009. - 94 с.

13. Патент RU № 2395792. Способ измерения параметров вибрации объекта // Пронин С.П., Зрюмов Е.А., Юденков A.B. Опубл. 27.07.2010.

14. Герасимов, И.С. Исследование визуального определения контраста в динамическом изображении парных штрихов / Герасимов И. С., Коновалов Е. Г., Пронин С. П. Зрюмов Е. А., Зрюмов П.А. // Материалы VI Международной научно-практической конференции «Виртуальные и интеллектуальные системы - ВИС-2011» Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2011. - №1- С. 88-89.

15. Клюев, В.Б. Приборы и системы для измерения вибрации шума и удара: справочник / В.Б. Клюев. - M . : Машиностроение, 1978. - 448 с.

16. Шарапов, В.М. Пьезоэлектрические датчики / В.М. Шарапов, М.П. Мусиенко, Е.В. Шарапова. - M . : Техносфера, 2006. - 632 с.

17. Имамвердиев, K.M. Определение рабочих параметров шагового двигателя с пьезоэлектрическими датчиками / K.M. Имамвердиев, Н.Е. Гусейнов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -M . : Научтехлитиздат, 2005. - № 9. - С. 42-44.

18. Балакирев, А. Акселерометры компании Measurement Specialties / А. Балакирев // Компоненты и технологии. - M . : Изд-во Файнстрит, 2007. - № 72. - С. 69-72.

19. Орехов, B.C. Унифицированный компьютеризированный комплекс для испытаний датчиков вибрации / B.C. Орехов, C.B. Маляров // Инженерный вестник Дона. - Ростов-на-Дону : Изд-во ЮФУ. - 2007. -Т. 2,-№2.-С. 72-76.

20. Глазырин, В.Е. Оценка погрешностей измерения биений вала гидроагрегата механическими индикаторами и индукционными датчиками / В.Е. Глазырин, Г.В. Глазырин // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность - М. : Изд-во ОАО «Электрозавод», 2006. - №2. - С. 29-31.

21. Попов, А.П. Компьютерное моделирование магнитного поля индукционного бесконтактного датчика скорости вращения и расчет его выходного сигнала / А.П. Попов, A.A. Моисеенко // Омский научный вестник Серия Приборы, машины и технологии. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2009.-Т. 83. -№ 3. - С. 188-191.

22. Никонов, А.И. О параметрическом моделировании при улучшении преобразователей перемещений с индуктивными датчиками / А.И. Никонов, В.А. Гурьев // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - Самара : Изд-во СГТУ, 2005. -№ 33. - С. 247-251.

23. Сергеев, С.А. Индуктивные датчики линейных перемещений / С.А. Сергеев // Датчики и системы. — M . : Изд-во СенСиДат-Контрол, 2001. - № 8. - С. 52-53.

24. Иванов, Ю.Н. Методика проектирования индуктивного датчика перемещений / Ю.Н. Иванов, И.К. Цыбрий, Е.В.Шутова // Приборы. -М. : Изд-во МНТОПиМ, 2011. - № 4. - С. 45-50.

25. Власенко, А. Инструментальный усилитель AD8555: измерительные системы на мостовых тензодатчиках становятся проще и совершеннее / А. Власенко // Компоненты и технологии. - M . : Изд-во Файнстрит, 2005.-№46.-С. 78-81.

26. Степанова, JI.H. Исследование влияния ударных нагрузок на распространение упругих колебаний в рельсе / JI.H. Степанова, С.А. Бехер, А.С. Кочетков // Дефектоскопия. М . : Академиздатцентр «Наука» РАН, 2010. - № 3. - С. 3.

27. Лысенко, О.Н. Емкостные датчики компании SICK AG / О.Н. Лысенко // Автоматизация в промышленности. - М . : ООО Издательский дом «ИнфоАвтоматизация», 2008. - № 3. - С. 33-35.

28. Овчинников, И.Н. Тяжелейший режим широкополосной случайной вибрации / И.Н. Овчинников // Машиностроение и инженерное образование. - М . : Изд-во МГИУ, 2006. - № 3. - С. 38-54.

29. Моисеев, П.П. Моделирование датчика углового положения устройства функционального контроля узла сканирования на элементе Холла / П.П. Моисеев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - Орел : Изд-во ГУУНПК, 2010. - № 6. - С. 120-125.

30. Полищук, А. Некоторые применения линейных интегральных датчиков Холла компании ALLEGRO MICROSYSTEMS / А. Полищук // Компоненты и технологии. — М . : Изд-во Файнстрит, 2006. — №> 60. — С. 96-100.

31. Батырев, Ю.П. Разработка и исследование устройств контроля механических параметров вращающихся валов на базе электромагнитных датчиков / Ю.П. Батырев // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М . : Изд-во МГУЛ, 2007. - 172 с.

32. Никитин, А.А. Радиоволновый СВЧ датчик вибрации / А.А. Никитин,

A.С. Шаповалов // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения». - Саратов : Издательский центр «Наука», 1999. - С. 17.

33. Ткачев, А.Л. Классификация акустических датчиков / А.Л. Ткачев,

B.М. Мусалимов // Научно-технический вестник информационных

технологий, механики и оптики. СПб . : Изд-во СПбГУ ИТМО, 2007. -№37. - С. 328-332.

34. Иориш, Ю.И. Виброметрия. Измерение вибрации и ударов. Общая теория, методы и приборы / Ю.И. Иориш. - М . : Машгиз, 1963. - 773 с.

35. Васильев В.Н. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам / В.Н. Васильев, И. П. Гуров. - СПб . : Изд-во БХВ Санкт-Петербург. - 1998. - 240 с.

36. Озеров, A.B. Лазерный вибродатчик - Новый шаг в развитии вибродиагностики авиационных ГТД / A.B. Озеров // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. - Казань : Изд-во КГТУ, 2009. - № 1. - С. 25-30.

37. Гребенников О.Ф. Основы записи и воспроизведения изображения / О.Ф. Гребенников. - М . : Искусство, 1982. - 239 с.

38. Каули, Дж. Физика дифракции / Дж. Каули. - М . : Мир, 1979. - 432 с.

39. Лайонс, Р. Цифровая обработка сигналов / Р. Лайонс. - М . : Бином-Пресс, 2006. - 656 с.

40. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / Сергиенко А.Б. - СПб . : Питер, 2003. - 604 с.

41. Зрюмов, Е.А. Оптический метод и средство контроля частоты вибрации объекта, основанные на применении дискретного преобразования Фурье / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Естественные и технические науки. - М . : Изд-во Спутник+, 2009. - № 5.-С. 260-263.

42. Пронин, С.П. Оптический метод контроля частоты гармонической вибрации, основанный на применении утечки спектра дискретного преобразования Фурье / С.П. Пронин, Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов // Ползуновский вестник. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011. - №3/1. -С. 58-63.

43. Зрюмов П.А. Математическая модель контроля частоты вибрации

объекта, основанная на применении дискретного преобразования

99

Фурье // Материалы IV всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» - Оренбург : ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - С. 196.

44. Пронин, С.П. Оптический метод измерения и контроля параметров гармонической вибрации по ее спектру / С.П. Пронин, Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов // Материалы 7-й Всероссийской научно-технической конференции «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях». - Бийск : Изд-во АлтГТУ, 2010. - С.

45. Пронин, С.П. Применение утечки спектра дискретного преобразования Фурье для контроля частоты гармонической вибрации / С.П. Пронин, Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, М.А. Швидко // Материалы XII Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация». - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2011. - С. 3-5.

46. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф - М . : Изд-во Наука, 1973.-721 с.

47. Марешаль, А. Структура оптического изображения / А. Марешаль, М. Франсон - М . : Изд-во Мир, 1964. - 295 с.

48. Дубовик, A.C. Прикладная оптика / A.C. Дубовик, М.И. Апенко, Г.В. Дурейко. - М . : Недра, 1982. - 612 с.

49. Трофимова, A.B. Скрытые фазовые изображения с переменным знаком контраста / A.B. Трофимова, А.И. Грачев, В.В. Могильный // IX Международная конференция «Прикладная оптика - 2010». СПб. : Изд-во СП6ГУИТМО-2010.С. 14-16.

50. Смирнов, А.Я. Сканирующие приборы / А.Я. Смирнов, Г.Г. Меньщиков - Л . : Машиностроение, 1986. - 145 с.

51. Писаревский, А.Н. Системы технического зрения / А.Н. Писаревский, А.Ф. Чернявский, Г.К. Афанасьев и др. - Л . : Машиностроение. Ленингр. отделение, 1988. -424 с.

52. Мирошников, М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов / М.М. Мирошников. - JI. : Машиностроение, 1977. - 600 с.

53. Пронин, С.П. Теоретические и визуальные экспериментальные исследования изменения контраста в изображении колеблющихся парных штрихов / С.П. Пронин, A.B. Юденков, П.А. Зрюмов, C.B. Кононов, A.A. Фадеев, И.Н. Карташова, O.E. Силаева // Материалы четвертой международной научно-технической конференции «ВИС-2009» Ползуновский альманах - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2009. - №2; С. 108-112.

54. Пронин, С.П. Контроль параметров вибрации объекта по оптическому изображению тест-объекта на экране монитора персонального компьютера / С.П. Пронин, A.B. Юденков, Е.А. Зрюмов // Естественные и технические науки. - M . : Изд-во Спутник+, 2009. -№5 (43). - С 268-274.

55. Пронин, С.П. Теоретические основы оптических методов измерения и контроля параметров гармонической вибрации: монография / С.П. Пронин, Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2011. -73 с.

56. Пронин, С.П. Оптические методы измерения параметров гармонической вибрации: монография / С.П. Пронин, Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов - Саарбрюкен: Изд-во ЛАП ЛАМБЕРТ Академик паблишинг, 2012. - 80 с.

57. Зрюмов, Е.А. Разработка средства захвата изображения с видеоустройства / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов // Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2007. -№3. - С.-56.

58. Зрюмов, П.А. К вопросу о контроле параметров вибрации с помощью высокоскоростной видеокамеры / П.А. Зрюмов // Материалы XLVIII Международной научной студенческой конференции «Студент и начно-технический прогресс» - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2010. -С. 15.

59. Пронин, С. П. Оценка качества информационно-измерительной оптико-электронной системы / С. П. Пронин. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2001.- 125 с.

60. ГОСТ 15114 - 78. Системы телескопические для оптических приборов. Визуальный метод определения предела разрешения / Введ. 1978—01— 30. - М . : Изд-во стандартов, 1978. - 5 с.

61. Богомолов, E.H. Фото диодный оптико-электронный измеритель размеров «Сенсор» / Е. Н. Богомолов // Автометрия. - Новосибирск : Изд-во СО РАН ФГУП НГУ, 1989. - №5. - С. 83-91.

62. Зрюмов, П.А. Изменение геометрического разрешения фотоприемного устройства для задач адаптации оптико-электронной системы / П.А. Зрюмов // Материалы 15-ой Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2008». - М . : МИЭТ, 2008. - С. 192.

63. Зрюмов, Е.А. Исследование согласования частоты колебания тест-объекта и частоты опроса ПЗС - фотоприемника видеокамеры / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, A.B. Юденков, С.П. Пронин // Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2008. - №2. - С. 50-53.

64. Зрюмов, Е.А. Влияние низкочастотного шума на результат измерения частоты и размаха гармонической вибрации по контрасту изображения тест-объекта / Е.А. Зрюмов, С.П. Пронин, П.А. Зрюмов // Материалы VIII международной научно-практической конференции «Современные научные достижения - 2012». - Прага : Издательский дом «Образование и наука», 2012. - С. 6-9.

65. Зрюмов, П.А. Исследование соотношения сигнал/шум при оптическом контроле частоты вибрации / П.А. Зрюмов // Материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции «Молодая мысль: наука, технологии, инновации» - Братск : Изд-во БрГУ, 2010. - С. 7576.

66. Зрюмов, Е.А. Теоретическое и экспериментальное исследование стробоскопического эффекта, зарегистрированного с помощью высокоскоростной видеокамеры / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Материалы VI Международной научно-практической конференции «Виртуальные и интеллектуальные системы - ВИС-2011» Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2011. - №1. -С. 25-27.

67. Пронин, С.П. Измерение параметров гармонических вибраций по стробоскопическому эффекту / С.П. Пронин, Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов // Материалы V Международной научно-практической конференции «Виртуальные и интеллектуальные системы - ВИС-2010» Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2010. - №2. -С. 11-17.

68. Зрюмов, Е.А. Модель смаза изображения при вибрациях / Е.А. Зрюмов, П.А Зрюмов, С.П. Пронин, А. А. Фадеев // Материалы VI Международной научно-практической конференции «Виртуальные и интеллектуальные системы - ВИС-2011» Ползуновский альманах. -Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2011. - №1. - С. 68-69.

69. Физический энциклопедический словарь / под ред. A.M. Прохорова. -М . : Сов. энциклопедия, 1984. - 944 с.

70. Кухлинг, X. Справочник по физике / X. Кухлинг. — М . : Мир, 1983. -520 с.

71. Пронин, С.П. Оптические биения / С.П. Пронин, П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов // Материалы V Международной научно-практической конференции «Виртуальные и интеллектуальные системы - ВИС-2010» Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2010. - №2. -С. 33-34.

72. Зрюмов, Е.А. Влияние времени экспозиции видеокамеры на погрешность оптического контроля частоты вибрации объекта,

основанного на стробоскопическом эффекте / Е.А. Зрюмов, П.А.

103

Зрюмов, С.П. Пронин // Материалы I научно-практической конференции «Информационно-измерительная техника и технологии».

- Томск : ГОУ ВПО НИ ТПУ, 2010. - С. 73-74.

73. Зрюмов, П.А. Исследование влияния периода смены кадров видекамеры на погрешность оптического контроля частоты вибрации объекта, основанного на стробоскопическом эффекте / П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов // Материалы XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (СТТ-2010). - Томск : ГОУ ВПО НИ ТПУ, 2010, С. 169170.

74. Зрюмов, Е.А. Исследование влияния освещенности на погрешности измерения параметров вибрации с помощью стробоскопического эффекта / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Материалы XI Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация». - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2010. - С. 8386.

75. Бобровский, С. Самоучитель программирования на языке С++ / С. Бобровский. - М. : Десс ком, 2001. - 272 с.

76. Шилдт, Г. Самоучитель С++ / Г. Шилдт. - СПб. : БХВ-Петербург, 2003

- 683 с.

77. Зрюмов, П.А. Интеллектуальный контроль частоты (Частотомер) / П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2009616219. Дата регистрации 11.11.09.

78. Зрюмов, П.А.. Измерение параметров вибрации (ИПВ) / П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов, С.П. Пронин, A.B. Юденков // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2009616220. Дата регистрации 11.11.09.

79. Катыс, Г.П. Обработка визуальной информации / Г.П. Катыс. - М . :

Машиностроение, 1990. - 320 с.

104

80. Гончарский, A.B. Реконструктивная обработка и анализ изображений в задачах вычислительной диагностики / A.B. Гончарский, И.В. Кочиков, А.Н. Матвиенко. - M . : Изд-во МГУ, 1993.-140 с.

81. Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. -M . : Изд-во Техносфера, 2005. - 1072 с.

82. Зрюмов, П.А. Исследование оптического метода контроля частоты вибрации объекта, основанного на изменении периода опроса ПЗС-фотоприемника / П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов, A.B. Юденков // Сборник трудов VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии», ч. 1. - Томск : ТПУ, 2009. - С. 127-128.

83. Зрюмов, Е.А. Способ регистрации стробоскопического эффекта с помощью высокоскоростной видеокамеры для контроля параметров вибрации / Е.А. Зрюмов, С.П. Пронин, П.А. Зрюмов // Материалы международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований». - Одесса : Изд-во Черноморье, 2010. - С. 55-57.

84. Пронин, С.П. Измеритель размаха и частоты низкочастотных гармонических вибраций / С.П. Пронин, П.А. Зрюмов, A.B. Юденков, Е.А. Зрюмов // Приборы и техника эксперимента. - М.: Изд-во МАИК Наука, 2010. - №2. - С. 151-152.

85. Пронин, С.П. Оптический метод измерения размаха и частоты гармонических вибраций с использованием многоэлементного фотоприемника / С.П. Пронин, П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов // Датчики и системы. - М: Изд-во СенСиДат-Контрол, 2012. - №1. - С. 29-33.

86. Pronin, S.P. A meter of the double-amplitude peak and frequency of low-frequency harmonic vibrations / S.P. Pronin, E.A. Zryumov, A.V. Yudenkov, P.A. Zryumov // Instruments and Experimental Techniques. - M . : MAIK Nauka/Interperiodica distributed exclusively by Springer

Science+Business Media LLC. - Volume 53. - Number 2. - p. 296-297.

105

87. Рутковская, Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пилиньский, J1. Рутковский. - М . : Горячая линия-Телеком, 2006. - 383 с.

88. Лю, Б. Теория и практика неопределенного программирования / Б. Лю. - М . : Бином. Лаборатория знаний, 2005. - 416 с.

89. Зрюмов, Е.А. Оптико-электронная стробоскопическая система измерения частоты гармонической вибрации, основанная на применении генетического алгоритма / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Измерительная техника. - М.: Изд-во ФГУП «Стандартинформ», 2012. - №4. - С. 35-38.

90. Зрюмов, Е.А. Интеллектуальное оптическое средство контроля частоты вибрации объекта / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов, A.B. Юденков, С.П. Пронин // Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2008. -№2.-С. 91-92.

91. Зрюмов, П.А. Исследование погрешности оптического метода контроля частоты вибрации объекта, основанного на применении генетического алгоритма / П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Ползуновский альманах. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2009. - №2. - С. 123-125.

92. Зрюмов, Е.А. Интеллектуальный оптический метод контроля частоты вибрации объекта на основе применения генетического алгоритма / Е.А. Зрюмов, П.А. Зрюмов // Известия Российской Академии Ракетных и Артиллерийских Наук. - М . : Изд-во PAP АН, 2009. - №4 (62). -С. 51-56.

93. Зрюмов, П.А. Применение генетического алгоритма для контроля частоты вибрации объекта / П.А. Зрюмов, Е.А. Зрюмов, С.П. Пронин // Сборник трудов XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», т. 1. - Томск: Изд-во ТПУ, 2009. - С. 169-171.

УТВЕРЖДАЮ

Директор ООО «МИП СХМ АлтГТУ»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор на научно-инновационной работе ФГБОУ ВПО Алттайскйй

государственный технический университет им. И. И. Ползунова

А.А. Максименко 2011 г.

Акт

внедрения оптического метода контроля и средства измерения частоты

и размаха гармонической вибрации

Мы, нижеподписавшиеся, проректор по научно-инновационной работе АлтГТУ, д.т.н., профессор Максименко Андрей Алексеевич, с одной стороны и директор ООО «Малое инновационное предприятие сельскохозяйственного машиностроения АлтГТУ», д.т.н., профессор Ситников Александр Андреевич, главный инженер Нефедов Евгений Николаевич, инженер-исследователь Камышов Юрий Николаевич с другой стороны, составили настоящий акт о том, что в 2011 году в метрологическую лабораторию общества с ограниченной ответственностью «Малое инновационное предприятие сельскохозяйственного машиностроения АлтГТУ» был внедрен оптический метод контроля и средство измерения частоты и размаха гармонической вибрации установки по изготовлению жидких кормов, разработанный Зрюмовым Павлом Александровичем в ходе выполнения работ над кандидатской диссертацией.

Метод измерения параметров гармонической вибрации, основанный на регистрации стробоскопического эффекта в изображении тест-объекта с помощью программируемой видеокамеры Видеоскан-415-2001 позволяет:

1. Измерять частоту вибрации в диапазоне от 1 до 88. Гц с погрешностью 0,1 Гц;

2. Размах гармонической вибрации в диапазоне от 100 мкм до 2 мм с погрешностью 50 мкм;

В ходе проведенных исследований было установлено, что установка по изготовлению жидких кормов имеет/частоту гармонической вибрации 6,5 Гц и размах 100 мкм.

Члены комиссии: _ Нефедов E.H.

Камышов Ю.Н.

Зрюмов П.А.