Ultrasonic tomography for reflection and transmission wave analysis

• Autorzy: Rymarczyk Tomasz , Gołąbek Michał , Cieplak Tomasz , Kania Konrad , Adamkiewicz Przemysław

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.03.37

Warianty tytułu

PL

Tomografia ultradźwiękowa do analizy fali refleksyjnej i transmisyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main purpose of this work is to present a solution based on ultrasound reflection and transmission tomography. The reflective ultrasound tomograph is designed in a modular way. The first module consists of a motherboard connected to an analog signal conditioning board and a liquid crystal display with an integrated graphics processor. The second module consists of a high voltage pulser with a 64 channel multiplexer. The presented control methods include issues related to the processing of data obtained from various sensors located in nodes. Monitoring takes place as part of data processing and the parameters obtained and processed. The device has been designed for tomographic measurements of the properties of various technological processes.

PL

Głównym celem tej pracy jest przedstawienie rozwiązania opartego na ultrasonograficznej tomografii refleksyjnej i transmisyjnej. Tmograf ultradźwiękowy zaprojektowano w sposób modułowy. Pierwszy moduł składa się z płyty głównej połączonej z płytką kondycjonowania sygnału analogowego oraz wyświetlaczem ciekłokrystalicznym ze zintegrowanym procesorem graficznym. Drugi moduł składa się z impulsatora wysokiego napięcia wraz z 64 kanałowym multiplekserem. Prezentowane metody sterowania obejmują zagadnienia związane z przetwarzaniem danych uzyskanych z różnych czujników znajdujących się w węzłach. Monitorowanie odbywa się w ramach przetwarzania danych oraz uzyskiwanych i przetwarzanych parametrów. Urządzenie zostało zaprojektowane do tomograficznych pomiarów właściwości różnych procesów technologicznych.

Słowa kluczowe

EN

ultrasound tomography; sensors; multiplexer

PL

tomografia ultradźwiękowa; sensor; multiplekser

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 3
• Strony: 170--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys.

Twórcy

autor

Rymarczyk Tomasz

• Research & Development Centre Netrix S.A
• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland

autor

Gołąbek Michał

• Research & Development Centre Netrix S.A

autor

Cieplak Tomasz

• Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 38A, Lublin, Poland

autor

Kania Konrad

• Research & Development Centre Netrix S.A
• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland

autor

Adamkiewicz Przemysław

• Research & Development Centre Netrix S.A
• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Golabek M., Rymarczyk T., Adamkiewicz P., Construction of ultrasonic reflection tomograph for analysis of technological processes, 2019 Applications of Electromagnetics in Modern Engineering and Medicine, PTZE 2019, 2019, 47-51
• [2] Babout L., Grudzień K., Wiącek J., Niedostatkiewicz M., Karpiński B., and Szkodo M., Selection of material for X-ray tomography analysis and DEM simulations: comparison between granular materials of biological and non-biological origins, Granul. Matter, 20 (2018), No. 3, 38.
• [3] Chaniecki Z., Romanowski A., Nowakowski J., Niedostatkiewicz M., Application of twin-plane ECT sensor for identification of the internal imperfections inside concrete beams Grudzien, IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2016, 7520512.
• [4] Herman G.T., Image Reconstruction from Projections: The Fundamentals of Computerized Tomography, Academic Press, New York, 1980.
• [5] Holder D., Introduction to biomedical electrical impedance tomography Electrical Impedance Tomography Methods, History and Applications, Bristol, Institute of Physics, 2005.
• [6] Karhunen K., Seppänen A., Lehikoinen A., Monteiro P. J., and Kaipio J. P., Electrical Resistance Tomography Imaging of Concrete, Cement and Concrete Research, 40 (2010), 137- 145.
• [7] Kryszyn J., Wanta D. M., Smolik W. T., Gain Adjustment for Signal-to-Noise Ratio Improvement in Electrical Capacitance Tomography System EVT4, IEEE Sens. J., 17 (2017), No. 24, 8107-8116.
• [8] Kryszyn J., Smolik W., Toolbox for 3d modelling and image reconstruction in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 137-145.
• [9] Majchrowicz M., Kapusta P., Jackowska-Strumiłło L., Sankowski D., Optimization of Distributed Multi-node, Multi- GPU, Heterogeneous System for 3D Image Reconstruction in Electrical Capacitance Tomography, Image processing & communications, 21 (2016), No. 3, 81-90.
• [10] Nowakowski J., Ostalczyk, P., Sankowski D., Application of fractional calculus for modelling of two-phase gas/liquid flow system, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 42-45.
• [11] Polakowski K., Sikora J., Podstawy matematyczne obrazowania ultradźwiękowego, Politechnika Lubelska, Lublin, 2016.
• [12] Rymarczyk T, Kłosowski G. Innovative methods of neural reconstruction for tomographic images in maintenance of tank industrial reactors. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 21 (2019); No. 2, 261-267
• [13] Rymarczyk, T.; Kozłowski, E.; Kłosowski, G.; Niderla, K. Logistic Regression for Machine Learning in Process Tomography, Sensors, 19 (2019), 3400.
• [14] Rymarczyk T., Szumowski K., Adamkiewicz P., Tchórzewski P., Sikora J., Moisture Wall Inspection Using Electrical Tomography Measurements, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), No 94, 97-100
• [15] Duda K., Adamkiewicz P., Rymarczyk T., Niderla K., Nondestructive Method to Examine Brick Wall Dampness, International Interdisciplinary PhD Workshop Location: Brno, Czech Republic Date: SEP 12-15, 2016, 68-71
• [16] Rymarczyk T., Nita P., Vejar A., Stefaniak B., Sikora J., Electrical tomography system for Innovative Imaging and Signal Analysis, Przegląd Elektrotechniczny, 95 (2019), No 6, 133-136
• [17] Soleimani M., Mitchell CN, Banasiak R., Wajman R., Adler A., Four-dimensional electrical capacitance tomography imaging using experimental data, Progress In Electromagnetics Research, 90 (2009), 171-186.
• [18] Wajman R., Fiderek P., Fidos H., Sankowski D., Banasiak R., Metrological evaluation of a 3D electrical capacitance tomography measurement system for two-phase flow fraction determination, Measurement Science and Technology, 24 (2013), No. 6, 065302.
• [19] Wang M., Industrial Tomography: Systems and Applications, Elsevier, 2015.
• [20] Jiang Y., Soleimani M., Wang B., Contactless electrical impedance and ultrasonic tomography, correlation, comparison and complementary study, Measurement Science and Technology, 30 (2019), 114001
• [21] Romanowski, A.; Łuczak, P.; Grudzień, K. X-ray Imaging Analysis of Silo Flow Parameters Based on Trace Particles Using Targeted Crowdsourcing, Sensors, 19 (2019), No. 15, 3317
• [22] Fiala P., Drexler P., Nešpor D., Szabó Z., Mikulka J., Polívka J., The Evaluation of Noise Spectroscopy Tests, ENTROPY, 18 (2016), No. 12, 1-16.
• [23] Gudra T., Opieliński K.J., The multi-element probes for ultrasound transmission tomography, Journal de Physique 4, 137 (2006), 79-86.
• [24] Goetzke-Pala A., Hoła A., Sadowski Ł., A non-destructive method of the evaluation of the moisture in saline brick walls using artificial neural networks. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 18 (2018), No 4, 1729-1742.
• [25] Kaczmarz S., Angenäherte Auflösung von Systemen Linearer Gleichungen, Bull. Acad. Polon. Sci. Lett. A, 6-8A (1937), 355- 357.
• [26] Kak A.C., Slaney M., Principles of Computerized Tomographic Imaging, IEEE Press, New York, 1999.
• [27] Krawczyk A., Korzeniewska E., Łada-Tondyra, E. Magnetophosphenes - History and contemporary implications, Przeglad Elektrotechniczny, 94 (2018), No 1, 61-64.
• [28] Lopato P., Chady T., Sikora R., Ziolkowski M., Full wave numerical modelling of terahertz systems for nondestructive evaluation of dielectric structures, 32 (2013), No. 3, 736 - 749.
• [29] Nityananda R., Samuel J., Fermat's principle in general relativity, Physical review D: Particles and fields, 1992.
• [30] Szczęsny A., Korzeniewska E., Selection of the method for the earthing resistance measurement, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), No. 12, 178-181.
• [31] Valis D., Mazurkiewicz D., Application of selected Levy processes for degradation modelling of long range mine belt using real-time data, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 18 (2018) , No. 4, 1430-1440.
• [32] Ye Z., Banasiak R., Soleimani M., Planar array 3D electrical capacitance tomography, Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 55 (2013), No. 12, 675-680.
• [33] Ziolkowski M., Gratkowski S., and Zywica A. R., Analytical and numerical models of the magnetoacoustic tomography with magnetic induction, COMPEL - Int. J. Comput. Math. Electr. Electron. Eng., 37 (2018), No. 2, 538-548.
• [34] Kozłowski E., Mazurkiewicz D., Żabiński T., Prucnal S., Sęp J., Assessment model of cutting tool condition for real-time supervision system, Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 21 (2019); No 4, 679-685
• [35] Vališ D, Hasilová K., Forbelská M, Vintr Z, Reliability modelling and analysis of water distribution network based on backpropagation recursive processes with real field data, Measurement 149 (2020), 107026
• [36] Galazka-Czarnecka, I.; Korzeniewska E., Czarnecki A. et al., Evaluation of Quality of Eggs from Hens Kept in Caged and Free-Range Systems Using Traditional Methods and Ultra- Weak Luminescence, Applied sciences-basel, 9 (2019), No. 12, 24-30.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).