Application of optical information processing methods for the analysis of acoustic signals of mechanical engineering products

For Russian citation (Opticheskii Zhurnal):

Иванов Р.А., Горбачев А.А. Применение методов оптической обработки информации для анализа акустических сигналов изделий машиностроения // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 6. С. 23–33. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-06-23-33

Ivanov R.A., Gorbachev A.A. Application of optical information processing methods for the analysis of acoustic signals of mechanical engineering products [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2025. V. 92. № 6. P. 23–33. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-06-23-33

For citation (Journal of Optical Technology):

Abstract:

The subject of the study. Processing of the acoustic signal of machine-building products using optical-holographic methods of forming a projection image on a photodetector. The purpose of the work. Formation of the spectrum of the acoustic signal of the full frequency range to form an acoustic portrait of a working mechanical engineering product. Method. Holographic interferometry was used to analyze the acoustic signal spectrum of working mechanical engineering products. The main results. An optical processor has been developed, which in real time, using a nonlinear element of the form F(x) = cos(x) – sin(x), creates an interference pattern of the full spectrum of the acoustic signal (from 0 to ∞ Hz) of a working mechanical engineering product on a photodetector. This spectrum, after digitization, can be used to analyze the acoustic portrait of a working product. Practical significance. The development of a device for analyzing the acoustic portrait of a working mechanical engineering product makes it possible to improve non-selective methods of technical diagnostics of products, as well as predict their residual life.

Keywords:

acoustic signal, acoustic signal spectrum, nonlinear element, mechanical engineering product

OCIS codes: 080.2740, 040.5160, 200.4560

References:

1. Иванов Р.А. Обоснование критерия оптимальности / Под ред. Р.А. Иванова, Д.Г. Кузнецова, Э.В. Виноградова // Вестник Коломенского института (филиала) Московского политехнического университета: сборник научных трудов. Москва: Московский политехнический университет, 2022. С. 128–133.

Ivanov R.A. Substantiation of the optimality criterion / R.A. Ivanov, D.G. Kuznetsov, E.V. Vinogradova // Bulletin of the Kolomna Institute (branch) Moscow Polytechnic University: collection of scientific papers. Moscow: Moscow Polytechnic University, 2022. P. 128–133.

2. Кручек В.А. Методика диагностирования дизельных двигателей автомобильной техники по параметрам акустического сигнала / Под ред. В.А. Кручек, А.А. Горбачев, Р.А. Иванов // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2021. Т. 18. № 4. С. 571–577. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2021-4-571-577

Kruchek V.A., Gorbachev A.A., Ivanov R.A. Methods of diagnosing diesel engines of automotive equipment according to acoustic signal parameters // Izvestia of the St. Petersburg University of Railway Engineering. 2021. V. 18. № 4. P. 571–577. https: //doi.org/10.20295/1815-588X-2021-4-571-577

3. Основные требования к электронным системам управления для военной автомобильной техники / М.В. Сбоев, Р.А. Иванов, С.И. Островарь, А.М. Перепеченов / Современные технологии, применяемые при обслуживании и ремонте автомобилей // Сборник трудов национальной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Москва. 17–19 апреля 2019 года. Москва: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С. 262–266.

Basic requirements for electronic control systems for military automotive equipment / M.V. Glitches, R.A. Ivanov, S.I. Ostrovar, A.M. Perepechenov // Modern technologies used in car maintenance and repair: Proceedings of the national Interuniversity scientific and technical conference of students, undergraduates, postgraduates and young scientists. Moscow. April 17–19. 2019. Moscow: St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I, 2019. P. 262–266.

4. Иванов Р.А. Повышение защищенности военной автомобильной техники и унифицированных мобильных платформ от электромагнитного излучения / Р.А. Иванов, А.А. Стачук // Вестник Военной академии материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулева. 2021. № 2(26). С. 140–148.

Ivanov R.A. Increasing the protection of military automotive equipment and unified mobile platforms from electromagnetic radiation / R.A. Ivanov, A.A. Stachuk // Bulletin of the Military Academy of Logistics named after Army General A.V. Khrulev. 2021. № 2(26). P. 140–148.

5. Обоснование признаков для классификации электронных систем управления военной автомобильной техникой / Под ред. А.П. Степанюк, С.В. Жога, Р.А. Иванова, А.А. Воробьева / Современные технологии, применяемые при обслуживании и ремонте автомобилей // Сборник трудов национальной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Москва. 17–19 апреля 2019 года. Москва: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С. 248–252.

Substantiation of signs for the classification of electronic control systems for military automotive equipment / A.P. Stepanyuk, S.V. Zhoga, R.A. Ivanov, A.A. Vorobyov / Modern technologies used in car maintenance and repair // Proceedings of the national Interuniversity scientific and technical Conference of students, undergraduates, postgraduates and young scientists, Moscow, April 17–19, 2019 of the year. Moscow: St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I, 2019. P. 248–252.

6. Влияние электронных систем управления движением на свойства военной автомобильной техники / Под ред. В.В. Яркина, Р.А. Иванова, С.Н. Шумкина, С.В. Урушева / Современные технологии, применяемые при обслуживании и ремонте автомобилей // Сборник трудов национальной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Москва, 17–19 апреля 2019 года. Москва: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С. 63–68.

The influence of electronic traffic control systems on the properties of military automotive equipment / V.V. Yarkin, R.A. Ivanov, S.N. Shumkin, S.V. Urushev / Modern technologies used in car maintenance and repair // Proceedings of the national Interuniversity scientific and Technical Conference of students, undergraduates, postgraduates and young scientists. Moscow, April 17–19 in 2019. Moscow: St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I, 2019. P. 63–68.

7. Иванов Р.А. Собственные резонансные системы различных видов дорожных покрытий / Под ред. Р.А. Иванова, А.А. Горбачева, Д.А. Филиппова // Строительные и дорожные машины. 2023. № 4. С. 21–26.

Ivanov R.A. Own resonant systems of various types of road surfaces / R.A. Ivanov, A.A. Gorbachev, D.A. Filippov // Construction and road machines. 2023. № 4. P. 21–26.

8. Применение электронных систем в конструкции военной автомобильной техники / Под ред. М.В. Подоляка, М.В. Максимчука, Р.А. Иванова, А.М. Будюкина / Современные технологии, применяемые при обслуживании и ремонте автомобилей // Сборник трудов национальной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Москва. 17–19 апреля 2019 года. Москва: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С. 233–238.

The use of electronic systems in the construction of military automotive equipment / M.V. Podolyak, M.V. Maksimchuk, R.A. Ivanov, A.M. Budyukin // Modern technologies used in car maintenance and repair // Proceedings of the national interuniversity scientific and technical conference of students, undergraduates, postgraduates and young scientists. Moscow. April 17–19, 2019. Moscow: St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I, 2019. P. 233–238.

9. Тищенко М.С. Электронные системы управления движением для военной автомобильной техники нового поколения / Под ред. М.С. Тищенко, Р.А. Иванова, В.Г. Кондратенко / Современные технологии, применяемые при обслуживании и ремонте автомобилей // Сборник трудов национальной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Москва, 17–19 апреля 2019 года. Москва: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2019. С. 213–218.

Tishchenko M.S. Electronic motion control systems for military automotive equipment of a new generation / M.S. Tishchenko, R.A. Ivanov, V.G. Kondratenko / Modern technologies used in car maintenance and repair // Proceedings of the national Interuniversity scientific and technical conference of students, undergraduates, postgraduates and young scientists. Moscow, April 17–19. 2019. Moscow: St. Petersburg State University of Railways of Emperor Alexander I, 2019. P. 213–218.