Electrochemical Impedance Spectroscopy using High Order Statistics Deconvolution and Adaptive Filtering Algorithms. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.
|
PDF (M.S Thesis)
M.S_Thesis_(Saeed_Aljabri).pdf - Accepted Version Download (4MB) | Preview |
Arabic Abstract
استخراج التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية هواحد انواع أساليب الفحص اللااتلافي حيث يتم تحليل مقاومة المواد على مدى نطاق واسع من الترددات، واستنادا إلى معاييرالمقاومة، يتم تحديد نوعية المواد من حيث معدل التآكل. في هذه الأطروحة، يتم عرض نهجين مختلفين لتقدير التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية استخراج التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية باستخدام إحصائيات عالية الرتبة. استخراج التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية باستخدام المصافي التكيفية. تقترح هذه الطريقتين للتغلب على العوائق المتلازمة للتقنيات الموجودة حيث حساسية الضوضاء في حالة استخدام أساليب نطاق الوقت وبطىء العملية في حالة استخدام أساليب نطاق التردد. اسلوب الاحصائيات عالية الرتبة يعامل طيف المقاومة باعتبارها استجابة نظام التردد الغير معروف في مشكلة الإلتواء. باستخدام إشارة المدخلات و الاستجابة يتم تقدير التحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية باستخدام احصائيات الرتبة الثالثة لهذه الاشارات. بالنسبة للمصافي التكيفية،يتم قياس طيف المقاومة بتقدير عوامل الدائرة الكهربائية المكافئة للنظام الكهروكيميائية.في هذه الرسالة، سيتم تحليل النهجين المقترحين مع نماذج مختلفة من المواد والإحصاءات الضوضئية المختلفة التي توجد عادة في القياس وباستخدام بيانات اصطناعية والنتائج التجريبية المقترحة فضلا عن مقارنات مع الأساليب القائمة. بالمقارنة مع الطرق القائمة ، تبين أن الطرق المقترحة تتميز بكفاءة عالية في حالة الضجيج ذو التوزيع الطبيعي و الغير طبيعي الذي قد يتداخل مع اشارات المدخلات و الاستجابة في حلة نسبة اشارة الى ضجيج ضعيفة
English Abstract
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is one type of nondestructive testing (NDT) methods where the material’s impedance is analyzed over wide range of frequencies and based on the impedance parameters, the material quality in terms of corrosion rate is determined. In this thesis, two different approaches for estimating the electrochemical impedance spectroscopies (EIS) are presented which are High Order Statistic (HOS) based deconvolution and Adaptive Filtering (AF). These two methods are proposed to overcome the drawbacks of the existing EIS techniques in terms of noise sensitivity in the case of time domain methods and the slow process speed in the case of frequency domain methods. The HOS based method treats the impedance spectrum as the unknown system frequency response in a convolution problem. Given the input signal (applied signal) and the response signal (output signal), the impedance spectrum could be estimated by the HOS based deconvolution using the third order moments of both the input and output signals. For the AF based method, the impedance spectrum is measured by estimating the parameters of the equivalent circuit representing the impedance system. Each proposed approach is analyzed with different material models and different noise statistics that usually corrupt the measurement data. MATLAB simulations and experimental results are used in the performance assessment of the two proposed methods as well as comparisons with existing methods. In comparison with the existing methods, it is shown that the proposed algorithms perform very efficiently even with the present of Gaussian and non-Gaussian distributed noises at low signal to noise ratio (SNR).
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Subjects: | Engineering Chemical Engineering Electrical |
| Department: | College of Engineering and Physics > Electrical Engineering |
| Committee Advisor: | Yamani, Dr.Ahmed |
| Committee Members: | AlNaffouri, Dr.Tareq and Rahman, Dr.Saleem.U |
| Depositing User: | SAEED OMAR ALJABRI (g199962170) |
| Date Deposited: | 21 Mar 2012 05:30 |
| Last Modified: | 01 Nov 2019 15:31 |
| URI: | http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138608 |