تحلیل فرکتالی سیگنال‌های صوتی کمباین سمپو مدل 3065

ماشین های کشاورزی

مقاله 8، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 13، 1396، صفحه 86-96   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v7i1.44392

نویسندگان

فرزاد مهدیه بروجنی؛ علی ملکی^*

گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

کمباین‌ها یکی از مهم‌ترین منابع ایجاد سر و صدا در کشاورزی هستند. با توجه به شرایط متفاوت کاری کمباین‌ها و اینکه رانندگان همواره در معرض سر و صدای ناشی از کمباین‌ها هستند. این پژوهش با هدف دستیابی به بعد فرکتال سیگنال‌های صوتی کمباین سمپو (SAMPO) در شرایط مختلف صورت گرفت تا از این طریق بتوان به ساختار مناسب جاذب‌های صوتی در کمباین‌ها دست‌یافت. سیگنال‌های صوتی کمباین مطابق با استاندارد بین‌المللی5131 و 7216 در دو سطح دور موتور (تند و آرام)، دو وضعیت عملکردی (حرکت آزاد و هنگام برداشت)، چهار حالت دنده (دنده پارک، دنده یک سنگین، دنده دو سنگین و دنده سه سبک) و دو موقعیت میکروفون (کمباین با کابین و بدون کابین) ضبط گردید. بعد فرکتال سیگنال‌های صوتی در حوزه زمان با استفاده از روش‌های کاتز، سویک، هیگوچی و MRBC و با اعمال سه پنجره لرزان به طول‌های50، 100 و 200 میلی‌ثانیه محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر بعد فرکتال اعدادی بین 1 تا 6/1 را به خود اختصاص می‌دهد و همچنین با افزایش طول پنجره‌ها مقدار آن افزایش می‌یابد ‌(در پنجره 50 میلی ثانیه 34/1، در پنجره 100میلی‌ثانیه 37/1 و در پنجره 200میلی‌ثانیه 40/1) و در وضعیت وجود کابین بعد فرکتال مقدار 25/1 و در حالت بدون کابین 48/1 است. همچنین با افزایش دور موتور مقدار بعد فرکتال سیگنال صوتی از 34/1 به40/1 افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

آکوستیک؛ بعد فرکتال؛ فرکتال؛ کمباین

مراجع

1. Aybek, A. H., A. Kamer, and S. Arslan. 2010. Personal noise exposures of operators of agricultural tractors. Applied Ergonomics 41: 274-281.

2. Berreto, E., and B. R. Hunt. 1999. Box counting dimension without boxes: Computing D, from average expansion rates. Physical Review 60: 378-385.

3. Biancolini, M. E., C. Brutti, G. Paparo, and A. Zanini, 2006. Fatigue cracks nucleation on steel, acoustic emission and fractal analysis. International Journal of Fatigue 28: 1820-1825.

4. Brown R. H. 1998. Handbook of Engineering in Agriculture. 1st ed., Prentice& Hall press. U. K.

5. Depczynski, J., K. Challinor, and L. Fragar. 2011. Changes in the hearing status and noise injury prevention practices of Australian farmers from 1994 to 2008. Journal. Agromedicine 16 (2): 127-142.

6. Dewagan K., G. Kumar, and V. Tewari. 2005. Noise characteristics of tractors and healtheffect on farmers. Applied Acoustics 66: 1049-1062.

7. Gnitecki J., and Z. Moussavi. 2005. The fractality of lung sounds: A comparison of three waveform fractal dimension algorithms. Choas, Solitons and Fractals 26: 1065-1072.

8. Gomez-Lozano, V., A. Uris, P. Candelas, and F. Belmar. 2013. Acoustic tranmission through perforated plates with fractal subwavelength apertures. Solid State Communications 165: 11-14.

9. Higuchi, T. 1998. Approach to an irregular time series on the basis of the fractal theory. Physica 31:277-283.

10. ISO 5131. 1996. Acoustics: Tractors and machinery for agriculture and forestry measurement of noise at

11. ISO 7216. 1992. Acoustics: Agricultural and forestry wheeled tractors and self-propelled machines.

12. Kantz, H., and T. Scheriber. 1997. Nonlinear time series analysis. Cambridge University Press.

13. Katz, M. J. 1998. Fractals and the analysis of waveforms.Computer Bio Medicine 18: 145-156.

14. Maleki, A., and M. Lashgari. 2014. Analysis of combine harvester sound pressure level in onethird octave band frequency .Journal of Agricultural Machinery 4(2): 154-165. (In Farsi).

15. Paramanathan, P., and R. Uthayakumar. 2008. An algorithm for computing the fractal dimension of waveforms. Applied Mathematics and Computation 195: 598-603.

16. Raghavendra, B. S., and D. NarayanaDutt. 2010. Computing fractal dimension of signals using Multiresolution Box-Counting method. World Academy of Science, Engineering and Technology 37: 1266-1281.

17. Sevcik, C. A. 1998. Procedure to estimate the fractal dimension of waveforms. Complexity International 5: 124-136.

18. Shoupeng, S., and Q. Peiwen. 2007. A Fractal-Dimension-Based Signal-Processing Technique and Its Use for Nondestructive Testing. Russian Journal of Nondestructive Testing 43: 270-280.

19. Solecki, L. 2000. Duration of exposure to noise among farmers as an important factor of occupational risk. Ann agricultural and environmental medicine 7: 89-93.