Using electrical impedance tomography in linear arrays of measurement

• Autorzy: Rymarczyk T.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.4588

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie elektrycznej tomografii impedancyjnej w układach pomiaru liniowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an application to the topology optimization in electrical impedance tomography using the level set method. The level set function is based on shape and topology optimization for areas with partly continuous conductivities. The finite element method has been used to solve the forward problem. The proposed algorithm is initialized using topological sensitivity analysis. Shape derivative and material derivative have been incorporated with the level set method to investigate shape optimization problems. The coupled algorithm is a relatively new procedure to overcome this problem. Using the line measurement model is very useful to solve the inverse problem in the copper-mine ceiling and the flood embankment.

PL

W artykule przedstawiono aplikację do optymalizacji topologicznej w elektrycznej tomografii impedancyjnej przy użyciu metody zbiorów poziomicowych. Funkcja poziomicowa oparta jest optymalizacji topologii i kształtu dla obszarów z częściowo ciągłymi konduktywnościami. Metoda elementów skończonych została wykorzystana do rozwiązania tego problemu. Proponowany algorytm jest inicjalizowany przy użyciu topologicznej analizy wrażliwościowej. Pochodna kształtu i pochodna topologiczna zostały zaimplementowane z metodą zbiorów poziomicowych do rozwiązania problemu optymalizacji. Sprzężony algorytm jest stosunkowo nową procedurą do rozwiązania tego zadania. Zastosowanie modelu pomiaru tablicowego jest bardzo użyteczne w celu rozwiązania problemu odwrotnego m.in. w chodniku kopalni miedzi i wałach przeciwpowodziowych.

Słowa kluczowe

EN

inverse problem; level set method; electrical impedance tomography

PL

zagadnienie odwrotne; metoda zbiorów poziomicowych; tomografia impedancyjna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 7, nr 1
• Strony: 76--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Rymarczyk T.

• Netrix S.A., Research and Development Center, Związkowa Str. 26, 20-148 Lublin

Bibliografia

• [1] Ito K., Kunish K., Li Z.: The Level-Set Function Approach to an Inverse Interface Problem. Inverse Problems, Vol. 17, No. 5, 2001, 1225–1242.
• [2] Li C., Xu C., Gui C., Fox M.D.: Level set evolution without re-initialization. A new variational formulation, In IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), volume 1, 2005, 430–436.
• [3] Osher S., Sethian J.A.: Fronts Propagating with Curvature Dependent Speed: Algorithms Based on Hamilton-Jacobi Formulations, Journal of Computational Physics, 79, 1988, 12–49.
• [4] Osher S., Fedkiw R.: Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces. Springer, New York 2003.
• [5] Osher S., Santosa F.: Level set methods for optimization problems involving geometry and constraints. Frequencies of a two-density inhomogeneous drum. Journal of Computational Physics, 171, 2001, 272–288.
• [6] Rymarczyk T.: Using electrical impedance tomography to monitoring flood\ banks, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 45, 2014, 489–494.
• [7] Rymarczyk T.: Characterization of the shape of unknown objects by inverse numerical methods, Przegląd Elektrotechniczny, R. 88 NR, 7b/2012, 2012, 138–140.
• [8] Rymarczyk T., Sikora J., Waleska B.: Coupled Boundary Element Method and Level Set Function for Solving Inverse Problem in EIT, 7th World Congress on Industrial Process Tomography, WCIPT7, Krakow 2013.
• [9] Rymarczyk T, Adamkiewicz P., Duda K., Szumowski J., Sikora J.: New Electrical Tomographic Method to Determine Dampness in Historical Buildings, Achieve of Electrical Engineering, v.65, 2, 2016, 273–283.
• [10] Sethian J.A.: Level Set Methods and Fast Marching Methods. Cambridge University Press, 1999.
• [11] Smolik W, Forward Problem Solver for Image Reconstruction by Nonlinear Optimization in Electrical Capacitance Tomography, Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 21, Issue 1, 2010, 70–77.
• [12] Wajman R., Fiderek P., Fidos H., Jaworski T., Nowakowski J., Sankowski D., Banasiak R.: Metrological evaluation of a 3D electrical capacitance tomography measurement system for two-phase flow fraction determination; Meas. Sci. Technol., Vol. 24, 2013, No. 065302.
• [13] Tai C., Chung E., Chan T.: Electrical impedance tomography using level set representation and total variational regularization. Journal of Computational Physics, vol. 205, no. 1, 2005, 357–372.
• [14] Zhao H.-K., Osher S., Fedkiw R.: Fast Surface Reconstruction using the Level Set Method. 1st IEEE Workshop on Variational and Level Set Methods, in conjunction with the 8th International Conference on Computer Vision (ICCV), Vancouver, Canada, 2001, 194–202.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).