The application of the computer image analysis in wear particle research

• Autorzy: Wrona M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie komputerowej analizy obrazu w badaniach cząstek zużycia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this research, the possibilities of characterising the texture, colour and contour of wear particles were investigated. The assessment of the texture and colour of wear particles on the basis of the analysis of changes in the grey-scale and individual components of the colour model CIE L*a*b* was performed. For a statistical description of distributions, the following parameters were used: the averages grey-level and the values of maximal and minimal grey-level. The assessment of the surface texture and contour of wear particles by the Fourier and fractal analyses was also carried out. The amplitude spectrum numerical parameters for chosen lines marked on the particle image were determined with the help of one dimension Fast Fourier Transformation (FFT). Based on the suitably prepared data obtained from images, the fractal dimension of the contour of the investigated particles, using the compass method, was determined. The usefulness of the determined parameters was evaluated by determining the wear particles' affiliation to the suitable type. The correlation between morphological features of wear particles and mechanisms taking place during friction couple wear was determined on the basis of an analysis of the obtained research results of individual groups of wear particles.

PL

W pracy zbadano możliwości zastosowania komputerowej analizy obrazu do charakteryzowania tekstury, barwy i konturu cząstek zużycia. Oceny tekstury i barwy i cząstek zużycia dokonano na podstawie analizy zmian jasności i poszczególnych składowych wybranych modeli barw: RGB, HSB i CIE L*a*b*. W opisie statystycznym rozkładów zastosowano wiele parametrów, takich jak wartość średnia, odchylenie standardowe, mediana, skośność, kurtoza. Przeprowadzono również ocenę tekstury powierzchni i konturu cząstek zużycia metodą analizy Fouriera i fraktalną. Za pomocą jednowymiarowej, szybkiej transformaty Fouriera (FFT) określono parametry liczbowe widma amplitudowego dla punktów wybranego odcinka naniesionego na obraz cząstki. W oparciu o odpowiednio przygotowane dane uzyskane z obrazów wyznaczono wymiar fraktalny konturu badanych cząstek z wykorzystaniem metody cięciw. Oceniono przydatność wyznaczonych parametrów przy ustalaniu przynależności cząstek zużycia do odpowiedniego typu. Na podstawie analizy uzyskanych wyników badań poszczególnych grup cząstek zużycia wyznaczono zależności pomiędzy cechami morfologicznymi cząstek zużycia a mechanizmami występującego zużywania węzłów tarcia.

Słowa kluczowe

EN

wear mechanism; wear particles analysis; lubricating oils; computer image analysis

PL

mechanizm zużycia; analiza cząstek zużycia; oleje smarowe; komputerowa analiza obrazu

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Scientific Problems of Machines Operation and Maintenance
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 45, nr 2
• Strony: 61--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Wrona M.

• Institute of Sustainable Technologies, National Research Institute, 26-600 Radom, Pułaskiego 6/10, Poland, phone [phone]

Bibliografia

• [1] Hunt T.M.: Handbook of wear debris analysis and particle detection in liquids, Elsevier Science Publishers LTD (1993).
• [2] Bovik A.: Handbook of image and video processing, Academic Press, Sail Diego (2000).
• [3] Hamblin M. G., Stachowiak G. W.: A multi - scale measure of particle abrasivity, Wear 185, 225-233 (1995).
• [4] Myshkin N.K., Kong H., Grigoriev A.Y. Yoon E.-S.: The use of color in wear debris analysis, Wear 251, 1218-1226 (2001).
• [5] Shirong G., Guoan Ch., Xiaoyun Z.: Fractal characterization of wear particle accumulation in the wear process, Wear 251, 1227-1233 (2001).
• [6] Stachowiak G.W., Kirk T.B., Stachowiak G.B.; Ferrography and fractal analysis of contamination particles in unused lubricating oils, Tribology International 24, 6, 329-334 (1991).
• [7] Stachowiak G.W., Podsiadło P.: Surface characterization of wear particles, Wear 225-229. 1171-1185 (1999).
• [8] Tadeusiewicz R., Korohoda P.: Computer image processing and analysis, FPT, Kraków (1997) (in Polish).
• [9] Wojnar L., Kurzydłowski K.J.. Szala J.: Practice of image analysis. Polskie Towarzystwo Stereologiczne, Kraków (2002) (in Polish).
• [10] Wrona M.: Description of morphology features of wear particles with the use of a digital analysis image system, Problemy Eksploatacji 1, 135-145 (2004) (in Polish).
• [11] Wrona M.: Possibilities of using of the colour in wear particles analysis, Tribologia 3, 351-361 (2005) (m Polish).
• [12] Wrona M.: Quantitative analysis of wear particles texture using computer image analysis, Tribologia 4, 181-190 (2006) (in Polish).
• [13] Zieliński K.W., Strzelecki M.: Computer analysis of biomedical image. An introduction to morphometry and quantitative pathology, PWN. Warszawa (2001) (in Polish).
• [14] Szczerek M., Wiśniewski M. (red.): Tribology and tribotechnics, ITeE, Radom (2000) (in Polish).