Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   1 ,  Jan uar y   201 9 ,   pp.  1 79 ~ 1 85   IS S N:  25 02 - 4752 , DO I: 10 .11 591/ ijeecs . v 1 3 .i 1 .pp 1 79 - 185           179       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   The con diti on monitorin g of dies el engine s   usin g acousti c     sign al analysis       Widi  Pra se t yo, Mudrik  Alay drus   El e ct ri ca l   Eng in ee ring   Major ,   Fa cul t y   of Enginee ring,   Mer cu  Bu a na   Univer si t y ,   Meru y a, Ja kar ta,  I ndonesia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   25 , 201 8   Re vised  Sep   28 , 2 01 8   Accepte d  Oct   9 , 2 01 8       Engi ne  hav e  becom e  one  of  the   supportive   asset  f or  m an y   activi t y  and  work,   the ref or e  eng ine  nee d  a tt en ti on  for  it s  condition .   The   ea si est  wa y   to  do  is   through  the   ac o ustic   sound  of  the   engi ne  i tsel f .   Mos t  of  the   ti m e,   the   engi n e   sounds   are   checke d  using  a  tr adi ti on al   wa y   t hat   m a y   ca usin g  a  deba t e   reg ard ing   it s  co ndit ion.  Th is  is  due  to  no   supportive   s ci en ti fi c  b asis  to  know   about   engi n e  co ndit ion  using  th ei r  own  ac ousti c  sound.  A  val ue  from   it s   fre quency   p at t e rn  is  nee ded  a s  scie nti fi c  bas is  to  det e rm ine  an   engi n e  condi ti on   using   ac ousti c  sound.   Method  of  env el ope  ext r ac t ion   b y   h il b ert   tra nsform ,   fast  fourie r  tra nsform ,   and  cor re la t ion   coe fficie nt  are   used  to  find  tha t  v al u e.   A  se rie s  of  t ests  hav e  be en  c arr i ed  o ut  on  th e  va lue s   tha t   hav e   bee n  found  an d  the   result   ar e  prom ising  fo r  te ll ing  engi ne   condi ti on ,     but  unfortun at e l y   the  val u es  has  not  be en  ab le  to  ide nti f y   t y p e  of  damage   th a t   occ ur  on   th e eng ine .   Ke yw or d s :   Acousti c s ound   Correl at ion  c oe ff ic ie nt   En velo pe  e xtra ct ion   Fast f ourier t ra ns f or m   Fr e qu e ncy  patte rn   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   W i di P rasety o,    Ele ct rical  En gi neer i ng Maj or,     Faculty  of E ngineerin g,    Me rcu  B ua na Un i ver sit y, Me ru ya ,  Jak a rta,  I ndonesi a.   Em a il :  widi.p r aset yo@outl oo k. c om       1.   INTROD U CTION     En gin e  ha ve  be en  us e d  as  s upportive  as s e t  on   daily   li fe.  It  su pp or t  a  vast  area,  f r om   el ect rical  gen e rato r  to  m ining   eq uipm ent.  It  is  not  ov er react  if  eng i ne  co ndit ion   nee d  to  be   m ai ntained  so   it   can     op e rate  pr op e r ly .  Eng i ne  m ain te na nce  ca n  be   de vid e  in   to  t wo   ty pe  of  m ai ntenance ,  the y  are  predete r m ined  pr e ve ntive  m a intenanc e( pdP M)  an d  co ndit ion   ba sed  m ai ntenan c e(CB M)  [1 ] .  E ngin e  m ai ntenan ce   us in g  pdPM  ty pe  is  m ai ntenan ce  th at   done  pe rio dica ll y  us ing   p re - set   tim e  interval   to  pr e ven t  a ny  m ajo r  dam a ge  of   eng i ne  com ponen t  f ro m   occu r .  O n  the  othe r  ha nd,  en gine   m ai ntenan ce   us in g  CB M  is   fo c us   on  m on it or in g  syst e m   of   en gin e  co ndit ion   w hich  regulary  t ran sm it   a 6 n  inf or m at ion   that  at   so m e  po int  th os e  in form at io n  ar e   colle ct ed  on  a  par am et er  that  can  sta te   the   e ng i ne  c onditi on.  CB M  ty pe   ha ve  3  keys  el e m ent  to  determ ine  the   m ai ntenan ce  of  the  m on it ored  en gi ne.   T hose  keys  are  data  colle ct io n,   data  proce ssing,  an d  de ci sion    m aking   [ 1 - 2].   Ther e   are  som e  adv a ntage s  that   can   be  ob ta in   by   doin g  e ng i ne   co nd it io n  m on it or ing.    Th os e  ad van ta ges  are  dec reas ing   m ai ntenance   cost  of   an  e ng i ne  as  far   as   50 %  -   80%,  de creasin g  the  a m ou nt  of   e quipm ent  dam ages  as  far  as  50%  -   80 %,  dec reasin g  ov e rtim e  costs   of   hum an  res ources  as  far  a s  20%  -   50%,  inc reasin g  li fetim e  of   a n  en gin e  a s  fa r  as  50%  -   60 %,  an d  inc reas ing   the  t otal  pro duct ivit y  as  far   as     20%  -   30%  [1], [ 3].   The  f ast est   an d  easi est   way  to   determ ine  engi ne  co ndit ion   i s  thr ough  it s  a coust ic   sound.  It  is  can  be  done  beca us e  eng i ne  aco us ti c  so und  ca n  re la y  an  info rm at ion   re gardin g  it s  con diti on  [ 4 - 7].  As  f or   e xam ple  that  us in g  sou nd   as  s ource  of  inf or m at ion   are  unde rw at e r   ta rg et   recog niti on   [ 8 - 9 ] .  Ac ou sti c  sou nd   t hat  are   pro du ce  by  eng ine  can  be  cat egorize  as  “he al thy”   if  there  are  n o  k noc king  sound,  ratt li ng   sound,  a nd   huntin g  so un d   [9 ] . T he refor e  engine  c onditi on ca n b e know n by usi ng aco us ti c s ound  of the  engi ne.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry   201 9   :   1 7 9   –   1 8 5   180   Most  of   the  ti m e,  eng ine  co nd it io n  m on it or in g  thr ough  acoust ic   so und  are  done  in  tra diti on al   way ,   wh ic h  ca n  le ad   to  a  de bate  re gardin g  t he  e ngine  c onditi on  [2 ] .  It  is  occur  because   la ck   of  sci entic   fou ndat io n  that  suppo rt  th e  recog niti on   of  en gin e   co ndit ion   us in g  it s  own   aco us ti c  s ound.   Be side  t ha t,  it   rely   on  pe rson’s  long  tim e  exp eriences  in  e ngine  m ai ntenan ce  div isi on   a r ea  and   that  pe rson’s  hea rin g  abili ty .  Ther efore  the  resu lt   of en gine  m on it or in g w il l be sub j ect iv e   [ 2].   Thro ugh  this  r esearch  e ngine   so un d  will   be  visu al iz e  as  fr e qu e ncy  patte r n  and   c om par e  tho s e  patte r n  betwee n  healt hy  en gin e   a nd  dam aged   e ng i ne.   Ne xt,  t ho s e  f re qu e nc y  patte rn  will   be  us e d  t o  fin d  a   char act e risti c  value  that  can   disti ng uis h  he al thy  eng ine  f r om   da m aged   eng i ne.   W it h  th is  fr eq uen cy   pa tt ern  dan cha racteri s ti c v al ue  c ondi ti on   of en gin e   can  be  m ai ntain ed .   Si m il ar  resear ch  hav e  bee n  cond ucted  se ve r al   tim e  us ing   va rio us   m eth od.  Am ong  them   wav el et   trans form   [5 ] ,  [ 8 - 1 1 ]   is  m o re  popula r  the n  the  oth e r.   Othe r  m et ho d  su ch  as  li nier  pr e dicti on   a naly sis     m et ho d   [ 4],  blind   s ource  se pa rati on   (B SS)   m et hod   [ 3],  ho m om or phic   analy sis  m e tho d   [9]   and   Hilbert - Hu a ng   Transf or m   (HHT)  [ 12]   ha ve   al so   bee n  use d  to   c onduct   resea rch  re ga rd i ng  aco us ti c   sou nd  of  t he   en gin e   conditi on.   Hon gj ia ng  He ,   Chun xia  W a ng,  a nd  Yaz hou  cond uct  a  rese arch   t o  detect   a  com po ne nt  dam age  us i ng   wav el et   tra nsf or m   by  isolat ing  a  s ound  s ource  of  dam aged  com pone nt.  T he  resu lt   are  s uccess ful   with  con cl us io n  t hat w a velet  tran s f or m  h ave  m or e resista nce  to  e nv i ronm ent n oi se [5] .   R.M .  Vile la ,  J .C.  Me trol ho,  and   J.C.  Ca rdoso  co nduct  r esearch   to  e xtract  a  sin gle  s ign al   s ound  so urce  f r om   a  m ixed  signa l  so un d  sou rce  usi ng   BS S  m e tho d  T DSEP  al gorithm .  Althou gh   t his  resea rc h  are   done  in  a  co ntr olled  en vir on m ent  la borato ry  us in g  a  si m ulati on   of  dam age d  en gin e  c om po ne nt,  the  re sul t  are   prom isi ng  [3].   Li Jun, Dong Xin gw e n,   Son g  Ya j i, a nd  S ong N uan  c ondu ct  r esearc h  to   e xtract an  e ng i ne  so un d  f ro m   an  en vironm ent  no ise   with  hom o m or phic   analy sis  m et ho d  co ntinu e d  w it h  cepstru m   lin es  to  determ i ne  the   eng i ne  co ndit ion.  Re su lt   of  the  resea rc h  sa id  that  with  m or e  ce ps tr um   l ines  the  acc ura cy   to  recog nize  the   eng i ne  c onditi on  wi ll  inc reas e as  well   [9 ] .   Sadee p  Ku m ar  Yad a v,  Ka ni sh ka   Ty agi,   Brijes hkum ar  Sh a h,   a n d   Pr e m   Ku m ar  Kal ra  c onduct   researc h  ot  ide ntify  en gin e  c onditi on  usi ng  e nv el op e  detect ion   a n d   FFT.   Correl at ion   c oe ff ic ie nt  are  use d  f or   m aking   a  deci sion   w hethe r  the  en gin e  i n  healt hy  conditi on   or  dam aged   co nd it io n.   Using  those   m et ho d  su ccess fu ll y re cognize a n  e ng ine d am age typ e up to  80%  succ ess r at e  [2 ] .   Qian g  W a ng  and   X uem in  Tia n  co nduct  researc h  of  s oft - se ns in g  al go rithm   us ing   H il ber t - H ua ng  Transf or m   (HHT)   a nd  Wav e le t  Su pp ort   Ve ct or   Ma c hin e  ( WSVM ).   The  app li cat io n  of  HH T - WSVM   are  use d  as f eat ure extra ct ion  as p a rts of soft - se ns in g  a lgorit hm . Th e r esearch res ult suggeste d  that u sing   HHT - WSVM   are  m or e  accur at e  com par ed  t o  ot her   t wo   m et hods ,  KP C A - LSS VM  a nd   HH T - S VM.  T his  m eans  that  HHT - WSVM  h a s a  be tt er p re dicti on  and  gen e rali zat ion   [12].   Zh ongjie  W a ng,  Ji ngna n  Z ha ng,  a nd   Ya ngch un  Lia ng  cond uct  a  re s earch  t o  te st  no ise s   an d  vibrat ion s  of   a   m oto r.   The  F FT  analy sis  m et hod  is  us ed  t o  acq uire  the  no ise   sig nal,  r ecordin g  an d  s pectral   analy sis.  T his  researc h  c oncl ud e   that  m oto r   noise   a nd  vi brat ion   from   this  resea rch  can   be  us e d  to   rec ognize   the con diti on of a no t her  m otor [7] .   Using  ab ove  r esearch  jour na l  [2 ]   as  an  ins pirati on,  this  r esearch  a re  usi ng   e nvel ope  de te ct ion   a nd   FFT  to   get  t he   aco us ti c  sou nd  f reque ncy  patte rn.  T he  de ci sion   m akin g  are   usi ng  c om par ison  bet ween   fr e qu e ncy  patte rn of  healt hy  eng i ne  ac ousti c sou nd and  da m aged  e ng i ne a coust ic  sound .       2.   RESEA R CH MET HO D     As  ge neral   picture,  the  rese arch   m et ho d  t hat  are  us e d  c on sist   of  se ve ral  ste p  from   sam pling   to  decisi on  m aki ng.  The  first  st ep  are  sam pling   the  ac ou sti c  so un d  of  a n  en gin e.  The n  c onti nu e  to  proces s  the   sam pling   us in g  MA TLAB  s of t war e  t o  gain  the  i ns ta nta neous  am plit ud e  a nd   t he n  usi ng   FFT  t o  ge t  the   fr e qu e ncy  patte rn.  The   decis ion   m aking   process  are  ba s ed  on  correla ti on   coe ff ic ie nt   on   com par is on   of   fr e qu e ncy  patt ern   of   healt hy  eng i ne  aco us t ic   so und  a nd  dam aged   en gin e  aco us ti c  sound.  Fi gure  1  sh ow s   il lustrati on   of a bove st eps.       SO U N D R E C O R D D O W N S A M P L I N G E N V E L O P E   D E T E C T I O N  by   H I L B E R T   T R A N SF O R M FFT C O R R E L A T I O N C O E F F I C I E N T     Figure  1. Re se a rch ste p diag r a m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Th e c onditi on  monitori ng o f  diesel  engine s  us in g ac ou sti c  signal  analysis   ( Wi di Praset yo )   181   Sam pling   is  done   by  c ollec ti ng   e ngine  ac ou sti c  s ound  t hat  ope rate  at   sp ee d  1.5 00  r pm ,  no   l oad ,    and   us in g  only   s m artphon e  m ic ropho ne.   E ac h  sam ple  of   en gin e  ac ou s ti c  s ound  are  rec orded   with  5  sec onds   durati on  an d  t aken  at   20  c m   fr om   eng ine   body.  Since   sm artph one  m ic ro phone  m os tl y  hav e   22. 000  Hz   fr e qu e ncy  rang e,  the  sam pling   fr e qu e ncy  is  set   at   44. 100  Hz  a nd  t he  rec ordin g  is  save d  in  WAVE   ( wa v)  file .   The  source   of  sam ple  that  wa s  colle ct ed   are   from   var io us   e ng i ne  m aker   a nd  m od el .  T his   is  dee m ed  nec essary  in  orde r  to  m a ke  the  e ng i ne  m anu fact ur e r  a nd   m od el   not  lim i te d  j ust   one   kind.  Ta b le   1  s how s   t he  am ou nt  of  ta ken   sam ple an d  T a bl e   2  s how s   th e s ource s   of en gin e  sou nd sam ple s .       Table  1.   Sam pl e  Q uan ti ty   So u n d  T y p e   Qu an tity   Health y   So u n d   36   Kn o ck in g  Sound   23   Hu n tin g  Sou n d   26       Table  2.   Sour c e of  E ng i ne  S ound  Sam ple   Manu f actu rer   Mod el   Ru n n in g  Hou r   Ap p licatio n   Cap acity   CATERP IL L AR   D3 4 1 2   5 5 .11 3   GENS ET   8 1 0 k VA   CATERP IL L AR   D3 5 1 2   3 9 .66 2   COMPRES SOR   7 5 0 k VA   CATERP IL L AR   D3 3 0 6   4 2 .44 1   GENS ET   3 5 0  kVA   PERKIN S   2 0 0 6 TT AG   1 2 .77 3   GENS ET   4 5 0 k VA   NISSA N   RD1 0   1 4 .26 3   GENS ET   2 5 0  kVA   VOLV O   TAD  1 0 3 0   1 5 .06 0   GENS ET   2 5 0  kVA       Nex t,  eac h  sa m ple  wil l  go   thr ough  series  of   process  un ti l  the  fr eq ue ncy  patte rn   is  f orm ed.   Since  the   or i gin al   sam pl e  hav e 5   seco nds  durati on   a nd  44. 100Hz  sa m pl ing   f reque ncy,  it   gen e rate  approxim at ely  22 . 000  data  po i nt  in  MATLAB .  To   ease  the  com pu ta ti on  pro ce ss  and   s horten   the  processin g  tim e,  on ly   8.800  dat a   po i nts  or  e qual  to 5 ti m es engine rota ti on w il l go th rou gh n e xt pr ocess.    The   8 . 800  data   points  a re  pro cessed  with   hil ber t  t ran s f or m   to  get   the  a nal yt ic   sign al ,  a nd  by  do i ng  that  the  real  value d  sig nal  is  conver te d  into  c om plex  sign al .  T he  an al yt ic   sign al   or   com plex  sig nal  i s   necessa ry  to g e t  the  sig nal’s  e nv el op e   detect ion.  T he  purpos e  of  this  e nv el op e   detect io n  i s  to  sig nify  a ny   peak  that  exist  in  th e  com plex  sign al .   T he  com plex  sig nal  co ns i st  of   2  pa r ts,  r eal - value  si gn a l  par t  an d  im a gin a ry - value  si gn al  p a rt.  The  real  pa r t  are  the  sig nal it sel f  that  do es n’ t go   t hroug h  any  proces s.  A no t her   case   wit h  the  i m aginar y  par t ,  this  par t  is  an   ou tp ut  of  hilb ert  trans form ation .   T he  hilber t  transfor m at ion   eq uatio n   is  wr it te n  as foll ows [1 2 - 15 ] ,     [ ( ) ] = ̃ ( ) = 1 ∫ ( ) − ∞ − ∞    (1)     wh e re     is  tim e,  ( )   is  ti m e  do m ai n  si gn al ,   a nd  ̃ ( )   is  the   re su lt   of  hilbert  t rans form   as  im agi nar y - valu e   sign al   par t.   With  real  pa rt  a nd  im aginar y  par t  al rea dy  know n,   t hen   t he   com plex  sig n al   can   be  f orm   us ing   fo ll owin g  E qu at ion   [12 - 15] .     ( ) = ( ) + ̃ ( ) = ( )  ( )   (2)     The  act ual  f orm   of   env el ope  detect ion   that bein g  us e  in  t hi s  researc h  is  an  abs olu te   va lu e  of   com plex   sign al   it sel f.  T he  e nv el op e   de te ct ion   or  known   as  in sta nta neous   am plit u de  hav e   r ole  to   sig nify  any  a m pl it ud e   relat ed  sig nal c har act erist ic . I n  c om plex  sig na l abs olu te   value  e qu at io n  is   wr it te n  as  foll ows  [12 - 15] .     ( ) = | ( ) | = √ 2 ( ) + ̃ 2 ( )   (3)     Nex t,  t he  sig na l’s  en velo pe  detect ion   wil  go   t hro ugh  F F T  process  t o  ge t  into  f reque nc y  do m ai n.     The  res ult  of  this  FFT   proc ess  al ways  s how   2  side   of  sign al ,   that  is  po sit ive   val ue   an d  ne gative   valu e.     In  this  resea rc h,  only   posit iv e  val ue  will   be   us e d  as  c omparis on   [ 16] .  The  FFT   res ul t  will  be  sh own  on   log a rithm   fo rm   to  sh ow   a ny   detai l  that  exist  in  the  fr e quency  patte r n.   F igure  2  giv es  t he  en velo pe  de te ct ion   and FF T r e su lt .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry   201 9   :   1 7 9   –   1 8 5   182         Figure  2. En ve lop e  detect io n and FF T       The  com par iso n  process  will   be  co nducted  with  correla ti on  coeffic ie nt  m et hod.   the  ai m   is  to  get  the  value  of   c om par ed  si gn al   in  fr e qu e ncy  do m ai n  and   by  us in g  that  val ue  en gin e  c onditi on   ca n  be  detect ed  betwee n healt hy  an d  dam aged .  T his r esea rc h i s u sin g Pe ars on c orrelat ion c oeffici ent  ,   as foll ows [2] ,     , = ( ( − ) ( − ) )   (4)     Wh e re    and     is  two  ra ndom   var ia bles,    and     is  the  ex pected  values ,     and     is  the  sta nd a rd  dev ia ti ons,  and     is t he  expect e d value  operat or.   A  s et   of  healt hy   eng i ne  s ound   is  pre par e d  as   a  be nc hm ark   that  eac h  on e   w il l  be  com par e d  with  a   te st  eng i ne  s ound.  The n,   the  outp ut  value   of  ea ch  com par iso n  will   be  ave ra ged   a nd  as  a  r esult ,   a  sin gle  ou t pu t  value  wil  be  ge ner at e d.   This   value  is  us ed   to  detect i ng   eng i ne  co nd it io n.   I f  there  are   m ulti ple  te s t  engi ne   so un d,   t he  c orr el at ion   coe ff ic i ent  will   f or m   a  m a trix  that  ea ch  c olu m n  ha ve   tho s e  av era ge   value   of  fr e quency  patte rn   c om par ison   [17] .  Ev e n  if  the  am ou nt   of   healt hy  e ngine  s ound  sa m ple  and   te st  eng i ne  s ou nd   i ncr ease ,   the  bacis  m eth od  of  correla ti on   coe ff ic ie nt   in  this  research   are  sti ll   t he  sam e.  Figu re  3  il lustrate s   the  correla ti on co e ff ic ie nt m et ho d an d form ed  m at rix.       1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 S ou nd  o f  t e s t  e ng i ne C ol l e c t i on   of  he a l t hy  e ngi ne   s ound   ρ ( 1 , 1 )  ρ ( 2 , 1 ) ρ ( 3 , 1 ) ρ ( 4 , 1 ) ρ ( 5 , 1 ) ρ ( 1 , 2 ) ρ ( 2 , 2 ) ρ ( 3 , 2 ) ρ ( 4 , 2 ) ρ ( 5 , 2 ) ρ ( 1 , 3 ) ρ ( 2 , 3 ) ρ ( 3 , 3 ) ρ ( 4 , 3 ) ρ ( 5 , 3 ) ρ ( 1 , 4 ) ρ ( 2 , 4 ) ρ ( 3 , 4 ) ρ ( 4 , 4 ) ρ ( 5 , 5 ) ρ ( 1 , 5 ) ρ ( 2 , 5 ) ρ ( 3 , 5 ) ρ ( 4 , 5 ) ρ ( 5 , 5 ) X 2 X 3 X 4 X 5 M e a n   o f   c o lu m n X 1     Figure  3. Ma trix  of  co rr el at io n  c oeffici ents   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Th e c onditi on  monitori ng o f  diesel  engine s  us in g ac ou sti c  signal  analysis   ( Wi di Praset yo )   183   3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     3.1.      Fre quen cy  P attern  an d Char acter istic  Value   W it h  the   m e thod  m ention ed   a bove,  w e  can  get  a   fr e quency  pa tt ern   of   hea lt hy  eng i ne,    knoc king  e ng i ne,   a nd  huntin g  e ng i ne.   T hos e  3  fr e quency  patte rn  ha ve  de ff e ren ces   bet ween  them .  For  healt hy  eng i ne  the  high  powe r  exist  on   0  Hz  –   5.0 00   Hz,   an d  the n  after  5.0 00  Hz  the  powe r  are  relat ively   l ow   a nd   ste ady.  H un ti ng  en gin e  the  hi gh   powe r  exist  on   0  Hz  –   5.0 00   Hz,   the n  be tween  5.0 00  H z  and   15. 000  Hz  th e   powe r  are   low  with  so m e   po we r  increase   between   the m ,   the  ov er  15. 000  Hz  the  powe r  increas e  again .   Knoc king  e ng i ne  the  high  power   e xist  on  0  Hz  –   15. 000  Hz  an d  relat iv el y  ste ady,  the n  afte r  15. 000  Hz  the   powe r  dr op   a nd  ste ady  unti l  22.00 0  Hz.   T hose  3  patte rn   ha ve  hi gh  powe r  bet ween  0  H z  –   5.000  Hz,  it   is  due   to  the  sou nd   f r equ e ncy  of  en gi ne  sound  it   sel f.   It  is  sai d  that   the  eng i ne  sou nd  f re quency  that  pe netrate  eng i ne   structu ral  body  are  a ppr ox im at el y 3.000 H z   [ 18 ] .  Fig ur e  4 a nd F ig ure  5  s how  th os e  3 fr e qu e ncy  patte rn.           Figure  4. Fr e quency  patte r n of healt hy e ngine            (a)       (b)     Figure  5. (a )  F r equ e ncy  patte r n of h unti ng engine,  (b) F requ ency patt er n o f  kno c king e ngine        Fr om   fr e qu e nc y  patte rn   on   F igure   4,   a  value  is  ge nerat ed  us i ng  pat te rn   c om par ison   base d  on   c orrelat ion   c oe ff ic ie nt  m et h od.  The  sam ple  of   e ng i ne  s ound  are  bein g  te ste d  a  co uple   of   ti m e  to   get  a  char act e risti c  value  of   he al th y  eng ine ,  knoc king  en gin e ,  and   huntin g  en gin e.  T hose  ch aracte risti c  value  ar e   0.75  f or  healt hy   eng i ne,  0.6   –   0.7  for  hunti ng  en gine ,  a nd   0.4   –   0.6 5  f or  knoc king   en gi ne.   Th os e   val ue   are   us e d  as  f ollows:   a)   If   the  com par is on   a ver a ge  val ue  ab ov e  0.75,   then  the  en gine   in  healt hy  con diti on.  if  the  com par ison  aver a ge value   belo w 0. 75, the n  the  engin e i n dam aged  con diti on .   b)   If   t he  c om par ison  ave ra ge  va lue  bet ween  0.6  -   0.7 ,  the n  the  e ng i ne   is   in  dam aged   c onditi on   a nd  cause d by hu nting .   c)   If   t he  c om par ison  a ver a ge  va lue  betwee n  0.4  -   0.65,  t he n  t he  e ng i ne  is   in  dam aged   c onditi on  a nd   caus e d by kn oc king.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry   201 9   :   1 7 9   –   1 8 5   184   3.2.    Res earc h  R esul t   Test   hav e  bee n  co nducte d  s ever al   ti m e  us ing   the  c ha rac te risti c  value,   as  resu lt   f ro m   85   ac ousti c  so un d  si gn al   m os t  of   the  ti m e,  eng i ne  c onditi on  was  s uccess fu ll y  de te ct ed  betwee n  healt hy  en gi ne  a nd   dam aged   en gi ne.   Unf or tu nat el y,  fo r  detect ion   of  dam age  ty pe  the  res ult  are  not  sat isf act or y.  T he  re searc h  resu lt   ar e  f rom   36   healt hy   en gin e  s ound  it   was   su c essfu ll y  detec t   35  –   36  he al thy  eng i ne  so un d,     from   23   kn ocki ng   e ng i ne  s ound   it   w as  s ucc essfu ll y  detect   8  –   12  knoc kin g  e ngine  s ou nd,  f ro m   26   huntin g  eng i ne  sound  it   was  su ccess fu ll y  detect   13   –   17  huntin g  en gin e  sou nd.  Table   3  giv es   the  res ult  of   the   researc h.       Table  3.  Res ult o f  E ng i ne  C onditi on   Detect io n   Nu m b e r  o f  T est   Detected   Health y   Bro k en   Hu n tin g   Kn o ck in g   Un d ef in ed   1   36   49   16   10   23   2   36   49   16   9   24   3   36   49   13   11   25   4   36   49   17   10   22   5   36   49   17   12   20   6   36   49   14   11   24   7   35   50   15   11   24   8   36   49   15   10   24   9   35   50   14   8   28   10   36   49   13   10   26       4.   CONCL US I O N     The  co ncl us io n  f ro m   this  research   with  pr opose d  m et ho d  are  that  the  ge ner at e d  f reque ncy  patte r n s   betwee n  thr ee   eng i ne  co ndit ion s   s howi ng   disti nctive  dif f eren ces .  T ho se   fr e qu e ncy  pat te rn s   are  proc essed   us in g  m at he m at ic al   m et ho d  to  gen e rate  char act e risti c  va lue s   wh ic h  cou l d  re veal   the  en gin e  c onditi on  betwee n  healt hy  e ng i ne s   or   dam aged   e ng ine.  U nfor t un a te ly ,  tho se   ch aracte risti c  val ue s   sti ll   can no t  give   sat isfact or y  res ult t o detec t t he  ty pe  of  dam a ge  e xp e rience d by a n  e ng i ne.   W it h  m or e  so und  sam ples  fro m   diff ere nt  en gin e  m anu fact ur e rs  an d  m odel s,  this  m et ho d  can  be  us e d  m or e  un ive rsal   to  detect   var i ou s  e ngine  s ou nd.  A ny  im pr ov em ent  can  be   m ade  to  m ake   this  researc h  m or e   us ef ul.  For  e xa m ple,  by  add i ng  real  ti m e  m on it or i ng  featu r e  on  sm artpho ne  platfo rm   that  can  be  us e  t o  detec t   an  e ng i ne  c ondi ti on  on t he  s pot.       REFERE NCE S    [1]   Patri cia  Henri qu ez ,   Jesus   B.   Alo nso,  Miguel   A.  Ferre r,   &   C arl os   M.  Tra vi eso.   (2 014).   Review  of  Autom at ic   Faul t   Diagnosis  S y ste m s  U sing  Audio  and  Vibra t ion   Signal s.  IE EE   Tra nsac ti on  on  S y stems ,   Man,   and  C y ber ne ti cs :   S y stems ,   44  (4 ),  642  ~ 652.    [2]   Sande ep  Kum ar  Yada v,   Kanishka   T y agi,   Brijeshkum ar  Shah,   &  Prem   Ku m ar   Kalr a.   (2011).   Audio  Signat ure - Based  Condi ti o n  Monitori ng   o f  Inte rn al  Com bustion  Engi n e   Us ing  FF T  a nd  Corre l at ion   Approac h.   IEEE  Tra nsac ti on  o n  I nstrum ent at ion   a nd  Mea surem ent,  60   (4), 1217  ~  1226.   [3]   R.   M.  Vile l a,   J.  C.   Metrol ho,   &  J.  C.   Cardoso.   ( 2004).   Ma chi n e  and  Industria l  M onit orizat ion  S y stem  by   Ana l y s i s   of  Acoustic   Sign at ure s.  Pro ce ed i ngs  of  the   12th  I EE E  Med it err an ea n  E le c trotec hn ic a l  Confer enc e ,   (pp.   277  ~  279).   Portugal :   Escola   Superior  d e Tec nologi a ,   Insti tuto Polit e cnico  d e Caste lo   Branc o .   [4]   Shuais hi  Li u ,   M in  Yang,   Kep ing   Li u,   &  Ch en  C hen.   (2010) .   Res ea rch   on  Feat u re   Ext ra ct ion   of  E ngine   Abnorm al   Sound  Signal   B ase d  on  Li ne ar  Predic ti on   Anal y sis.   IEEE  In te r nat ion al   Conf er enc e   on  Com put er,   Me chatroni c s,   Control   and  E lec troni c   Engi n ee r i ng,   (pp .   76   ~ 79 ) .   Chang chun, Ch ina :   Changc hun   Univer sit y   of   T e chnol og y .   [5]   Hongjia ng  He ,   Chunxia   W ang,  &  Yaz hou  W u.   (2010).   Appl ic a ti on  of  W av el e t  Tr ansform   in  Sound  Source   Dete c ti on  and  F aul t  Diagnost ic.  IEE E  Int ern a ti on al   Confer enc e  o n  Com pute r,   Mec hat ron ic s,  Cont rol  and  Elec tron i c   Engi ne eri ng,   (pp .   298   ~ 301). Ch angc hun,   Chin a:   Hebe i  Univ ersity   of  Eng ineeri ng .   [6]   Meka la   N ,   Muniraj   C ,   Ramesh  Bal aji  S.M.  (20 15).   Vibra ti on  a nd  Noise  Anal ysis  of  4 Φ   Sw it che d  Rel u ct a n c e   Motor  Drive .   T E LKOM NIK A Indone sian  Journa l   of  E lectr i ca l   En gi nee r ing, 14  (3) ,   410   ~ 419.   [7]   Zhongj ie   W ang ,   Jingnan  Zh a ng,   Yongchun   Li ang .   (2013) .   Motor  Noise   and  Vibra t ion   Te st  Rese arch.   TE LKOM NIK A   Indone sian   Jour nal   of   E le c tri c al  Engi ne eri ng ,   11  (1),   87   ~ 94.   [8]   Selva   Ba la n ,   Art i  Khapa rd e,   Van it a  Ta nk ,   T ej ash ri  Rade,  &   Kirti   Ta ka lka r .   (2014) .   Under  W ater  Noise  Redu ction   Us ing  W ave le t  a nd  Savit zk y - Gol a y .   Second  Int er nat ion al   Confer e nce   on  Com puta ti onal   Sci ence  a nd  Engi nee r ing,  (pp.   243   ~ 250).  Maha rashtr a ,   In dia :   Maha r ashtra Insti tute  of   T echnolog y .   [9]   Li   Jun,  Dong  Xi ngwen,   Song  Ya ji ,   &  Song  Nuan .   (2013).  Stud y   o n  Engi n e   Fault   Diagnosis  Based   on  the   Abnorm a l  Sound  Anal y sis   in  Tra nsform at i on  Dom ai n.   Fourth  IEEE  Inte r nat ion al   Confer enc e  on  Dig it a l   Manufa ct ur ing  &  Autom at ion,   (pp .   1272   ~ 1275).  Qingdao,   Ch ina :   Air  Forc e  Avia t ion  Univer si t y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Th e c onditi on  monitori ng o f  diesel  engine s  us in g ac ou sti c  signal  analysis   ( Wi di Praset yo )   185   [10]   Hocine   Bendjam a,   Sala h  Bouhou che ,   &  Moham e d  Seghir  Bouche rit .   (2012).   Appl ic a ti on  of  W ave l et   Tra nsform   for  Fault   Di agnosis  in  Rot at ing   Mec hine r y .   Int ern ati onal   Journa l  of   Mac hine L ea rni ng  and  Com puting,  2   (1), 82  ~ 8 7.   [11]   Cao  Shuhua,   Xu  Junjun,   &  Ning  Da y ong.   (2015) .   Air  Valve   Clea ran ce   Faul t  Diag nosis  of  Diese l  Engi ne  Based  o n   Acoustic   Signa l   Data   Proc essing.   Int ern ational  Confer ence  on  Mec hat ron ic s,  E le c troni cs,   Industria l   and  Con tro l  Engi ne eri ng  (M EIC),   (pp .   1 256  ~ 1259).   D al i an,  China :   Dalian  M ari ti m e   Univer sit y .   [12]   Qiang  W ang,  Xuem in  Ti an.  (20 13).   Soft  Sensin g  Based  on   Hilb ert - Huang  Tra ns form   and  W ave l et   Support   Vec t or   Mac hine. TEL K OM NIK A   Indone sian  Journa l  of   El e ct ri ca l   Eng i n ee ring ,   11   (7), 3 704  ~ 3710.   [13]   H  Li ,   P  Zhou ,   &  X  Ma.   (2005 ).   Pat ern   Re cog nit ion  on  Di ese l   Engi ne   W orking  Condit ion  b y  Us ing  a  Nove l   Methodol og y   –   Hilbe rt   Spect r u m   Ent rop y .   Journal  of   Marin e En gine er ing  &   T echolog y ,   4   (1), 43 - 48.   [14]   Micha e l  Feldma n.   (2011) .   Hilb er t  Tr ansform   in  Vibra ti on   Anal y si s.  Mec han ical  S y stems   and   Signal   Proc essing,   2 5   (3),   735 - 802 .   [15]   Micha e l  Feldman.   (2006).   Ti m e - Var y ing  Vibr at i on  Dec om positi on  and  Anal y sis   Based  on  the   Hilbe rt  Tra nsform .   Journal  of  Soun d  and  Vibr ation,   295  (3), 518 - 530 .   [16]   Steve n  W .   Sm it h.   (1997).   Th e  Scie n ti st  and  Eng ine er’ s  Guide  to   Digit al   Signa l  Proce ss ing.   Cal i fornia :  Ca li forn i a   Te chn ic a l  Publis hing.   [17]   Dr.  M.  J.   de   Sm it h.   (2015) .   St at is ti c al   Ana l y s is H andbook.   Uni te d   Kingdom :  The  W inc hel sea   Pres s   [18]   Klaus  Molle nh a uer ,   H el m ut  Ts c hoeke .   (2010). H andbook  of  D ie s el   Engi ne .   Lond on:  Springer .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.