Wykorzystanie zależnej od czasu widmowej reprezentacji sygnału szumu Barkhausena na potrzeby nieniszczącej oceny elementów stalowych

• Autorzy: Psuj G. , Maciusowicz M.

Identyfikatory

DOI

10.26357/BNiD.2018.047

Warianty tytułu

EN

The use of time-dependent spectral representation of Barkhausen noise signal for the needs of non-destructive evaluation of steel elements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zakres zastosowań metody obserwacji magnetycznego szumu Barkhausena (BN) do nieniszczącego badania stanu lub właściwości materiałów magnetycznych stale rośnie. Z uwagi na stochastyczną naturę efektu Barkhausena niezbędne staje się użycie zaawansowanych metod analizy w celu ilościowej oceny obserwowanych zależności. Wiele czynników może wpływać na różne właściwości sygnałów BN wyrażanych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Dlatego też obserwacja zmian dynamiki tego zjawiska wymaga analizy obu reprezentacji podczas procesu ekstrakcji cech. Z tego powodu korzystne staje się stosowanie metod transformacji czasowo-częstotliwościowych (tf) sygnałów. W tym artykule, w celu połączenia informacji dostarczonych w czasie i częstotliwości, zastosowano krótkoczasową transformatę Fouriera (ST FT). Przeprowadzono analizę uzyskanych reprezentacji tf sygnałów BN otrzymanych dla próbek stalowych o różnym stopniu zniszczenia i przedstawiono wyniki.

EN

The scope of applications of the magnetic Barkhausen noise observation (BN) method for non-destructive testing of the state or properties of magnetic materials is constantly increasing. Due to the stochastic nature of the Barkhausen effect, it is necessary to use advanced methods of analysis in order to quantify the observed relationships. Many factors can affect the various properties of BN signals expressed in the domain of time and frequency. Therefore, observation of changes in the dynamics of this phenomenon requires the analysis of both representations during the process of extraction of features. For this reason, it is preferable to use methods for transforming signals into time-frequency (tf) representation. In this article, a Short-Time Fourier Transform (ST FT) was used to combine information provided in time and frequency. The analysis of tf representations of BN signals obtained for steel samples representing various degrees of damage was performed and the results were presented.

Słowa kluczowe

PL

zjawisko szumu Barkhausena; analiza spektralna; krótkoczasowa transformacja Fouriera; badania nieniszczące

EN

Magnetic Barkhausen Noise; spectral analysis; STFT; nondestructive testing

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Badania Nieniszczące i Diagnostyka
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 4
• Strony: 69--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Psuj G.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

autor

Maciusowicz M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• [1] D. Jiles, “Introduction to Magnetism and Magnetic Materials”, CRC , Press, 2015
• [2] K. Miesowicz, W J. Staszewski, T. Korbiel, “Analysis of Barkhausen noise using wavelet-based fractal signal processing for fatigue crack detection”, International Journal of Fatigue, vol. 83, 2016, pp. 109-116
• [3] L. Piotrowski, B. Augustyniak, M. Chmielewski, Z. Kowalewski, “Multiparameter analysis of the Barkhausen noise signal and its application for the assessment of plastic deformation level in 13HMF grade steel”, Measurement Science and Technology, vol. 21, 2010, 115702, 7pp, DOI :10.1088/0957-0233/21/11/115702
• [4] P. Lopato, G. Psuj, M. Herbko, M. Maciusowicz, “Evaluation of stress in steel structures using electromagnetic methods based on utilization of microstrip antenna sensor and monitoring of AC magnetization process”, Inf. Cntrl Meas. Econ. Environ, vol. 6, No. 4, 2016, pp. 32-36, DOI : 10.5604/01.3001.0009.5186
• [5] X. Kleber , A. Vincent, “On the role of residual internal stresses and dislocations on Barkhausen noise in plastically deformed steel”. NDT & E International, vol. 37, no. 4, pp. 439-445, Sept. 2004, DOI : 10.1016/j.ndteint.2003.11.008
• [6] S. Ding, G. Tian, G. Dobmann, P. Wang, “Analysis of domain wall dynamics based on skewness of magnetic Barkhausen noise for VO LUME XX, 2017 9 applied stress determination”, J. Magn. Magn. Mat., vol. 421, pp. 225-229, Jan. 2017, DOI : 10.1016/j.jmmm.2016.08.030
• [7] C. Kownacki, “Wavelet Analysis of Barkhausen Noise in Reconstructing Distributions of Residual Stress”, Solid State Phenomena, vol. 144, pp. 112-117, Sept. 2008, 10.4028/www. scientific.net/SSP.144.112
• [8] G. Psuj, M. Maciusowicz, “Analysis of time-frequency representation of Magnetic Barkhausen Noise for the need of damage evaluation of steel elements” IEEE Xplore, 2018.
• [9] T. J. Wilczyński, L. Gelman, P. Kleczkowski, “Spectral Features of the clarinet sound revealed by the set of ST FT-Based parameters”. 18th World Converence on Nondestructive Testing, 16-20 Apr 2012, Durban, South Africa. Available on 15th Aug. 2018: https://www.ndt.net/article/wcndt2012/ papers/479_wcndt final00479.pdf
• [10] A. Tsai, J. Luh, T. Lin, “A novel ST FT-ranking feature of multichannel EMG for motion pattern recognition”, Expert System with Applications, vol. 42, no.7, pp. 3327-3341, May 2015, DOI : 10.1016/j.eswa.2014.11.044
• [11] K. Paliwal, Leigh D. Alsteris, ”On the usefulness of ST FT phase spectrum in human listening test”. Speech Communiction, vol. 45, no. 2, pp. 153-170, Feb. 2005, DOI : 10.1016/j.specom.2004.08.001

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).