Ing. Zdeněk Převorovský, CSc. (externí spolupracovník)

e-mail: zobrazit e-mail
www: http://www.it.cas.cz/zp
instituce: ÚT AV ČR
 
rozvrh
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.
Zpracování diagnostických signálů01ZSIG Převorovský - - 3+0 zk - 3
Předmět:Zpracování diagnostických signálů01ZSIGIng. Převorovský Zdeněk CSc.-3+0 ZK-3
Anotace:Přednáška je zaměřena na měřící techniky a matematické metody zpracování a hodnocení signálů a dat v nedestruktivní resp. neinvazivní diagnostice v materiálovém inženýrství resp. v lékařství. K popisu signálů a jejich přenosu v různých reprezentacích jsou rozebírány základní integrální transformace a jejich diskrétní ekvivalenty. Další část výkladu je věnována číslicové filtraci signálů. Doplňující počítačová cvičení jsou vedena na bázi programovacího jazyka MATLAB a seznamují studenty s dalšími funkcemi programových balíků MATLAB SIGNAL a WAVELET TOOLBOX.
Osnova:1. Metody a signály v nedestruktivní (resp. neinvazivní) technické (resp. lékařské) diagnostice (ultrazvukové, akustické, elektromagnetické, optické, radiační, mechanické).
2. Číslicové měřící techniky a systémy v diagnostice (jaderná technika, doprava, stavebnictví, lékařství).
3. Měřící přístroje a snímače fyzikálních veličin. Fyzikální principy detektorů a matematické základy časové a amplitudové diskretizace signálů. Počítačový sběr dat a řízení procesů. Číslicové převodníky, filtry, osciloskopy, generátory, zesilovače, spektrometry.
4. Předzpracování a záznam signálů (zesílení, filtrace, parametrizace, obálková analýza, přenos a ukládání dat). Způsoby hodnocení diagnostických dat.
5. Lineární a nelineární systémy. Přenosová funkce a systémová odezva. Nelineární metody, časově reverzní algoritmy, tomografie.
6. Měření a zpracování deterministických signálů. Konvoluce a dekonvoluce, analýza v časové, frekvenční a časo-frekvenční oblasti, waveletová analýza a filtrace.
7. Zpracování stochastických signálů. Analýza a potlačení šumu, statistické parametry a charakterizační atributy signálů, statistická analýza vyšších řádů - HOSA, metoda hlavních os a faktorová analýza, metody detekce příchodu signálů (prahová, pravděpodobnostní).
8. Vybrané metody rozpoznávání signálů a analýzy diagnostických dat. Principy lokalizace zdrojů signálu akustické emise, použití umělých neuronových sítí, relevantní příznaky pro klasifikaci signálů.
9. Úvod do programování v prostředí MATLAB Simulink a NI LabView a příklady programů.
Osnova cvičení:Laboratorní cvičení (analýza akustické emise, ultrazvuková zobrazení a spektroskopie) a počítačové ukázky diagnostických metod jsou integrální součástí kurzu a probíhají v Ústavu termomechaniky AV ČR, v.v.i.
Cíle:Znalosti:
Metodika získávání a zpracovávání signálů a dat v nedestruktivním hodnocení materiálů a monitorování stavu konstrukcí a v obdobných metodách neinvazivní lékařské diagnostiky. Fyzikální principy diagnostických systémů a základy číslicové měřící techniky. Algoritmy číslicového zpracování a rozpoznávání diagnostických signálů a hodnocení a interpretace získaných diagnostických dat.

Schopnosti:
Návrhy a použití číslicových měřících a vyhodnocovacích zařízení a matematických metod potlačení šumu a zpracování dat pro diagnostiku resp. monitorování objektů. Automatizace měření, vyhodnocování dat a rozhodování.
Požadavky:Základní kurzy matematické analýzy v reálném i komplexním oboru, základní kurzy obecné fyziky, informatiky, matematické statistiky a znalost programovacího jazyka (MATLAB nebo BASIC resp. C) v rozsahu prvních 3 ročníků FJFI ČVUT.
Rozsah práce:Individuální práce studentů spočívá v laboratorních cvičeních z počítačové analýzy signálů akustické emise (AE) a vyhodnocení parametrů a lokalizace zdrojů signálu AE v rozsahu daném certifikačním testem APC v tomto oboru.
Kličová slova:Nedestruktivní diagnostika, NDT, NDE, číslicové zpracování signálu, měřící systémy, spektrální analýza, ultrazvukové metody, akustická emise.
Literatura:Povinná literatura:
[1] B. Kopec a kol.: Nedetstruktivní zkoušení materiálů a konstrukcí. (ČNDT, CERM, Brno 2008).
[2] Davídek V., Sovka P.: Číslicové zpracování signálů a implementace. (Skriptum FEL ČVUT, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1999).
[3] Sedláček M.: Zpracování signálů v měřící technice. (Skriptum FEL ČVUT, Vydavatelství ČVUT, Praha, 1993).
[4] Vích R., Smékal Z. : Číslicové filtry. (ACADEMIA, Praha, 2000).

Doporučená literatura:
[5] Shull P.J., ed. : Nondestructive Evaluation - Theory, Techniques, and Applications. (Marcel Dekker, Inc., N.Y., Basel, 2002).
[6] Klyuev V.V., Zusman G.V., eds.: Nondestructive Testing and Diagnostics Hanbook. (RSNDTD, Moscow, Metrix .Instruments Co., Houston, 2004).
[7] Nondestructive Testing Handbook, Vol. I - IX. (The American Society for NDT, Columbus, USA).
[8] www.ndt.net, www.cndt.cz , www.ndt-ed.org, www. asnt.org , www.dgzfp.de.
[9] Časopisy: NDT-Welding Bulletin (ČNDT), Materials Evaluation (ASNT, USA), Research in Nondestructive Evaluation (ASNT, USA), NDTandE (Elsevier), Journal of Acoustic Emission (AEWG, USA), Ultrasonics (Elsevier).

Studijní pomůcky:
Učebna s možností počítačové projekce, laboratoř s vybavením pro ultrazvukové nedestruktivní zkoušení a akustickou emisi.


za obsah této stránky zodpovídá: Radek Fučík | naposledy změněno: 7.8.2011
Trojanova 13, 120 00 Praha 2, tel. 224 358 540, pevná linka 224 923 098, fax 234 358 643
České vysoké učení technické v Praze | Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská | Katedra matematiky