Nowa metoda tunelowego wyznaczania macierzy wrażliwości dla potrzeb procesu rekonstrukcji obrazów dla trójwymiarowej tomografii pojemnościowej

• Autorzy: Wajman R. , Banasiak R.

Warianty tytułu

EN

New tunnel based method of sensitiviti matrix calculation for 3D capacitance tomography image reconstruction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Macierz wrażliwości jest głównym czynnikiem wpływającym na finalną jakość wyników procesu rekonstrukcji obrazów dla trójwymiarowej elektrycznej tomografii pojemnościowej 3D ECT. Dotychczasowe metody ich wyznaczania dają w większości przypadków dobre wyniki rekonstrukcji i umożliwiają dodatkowo wykonanie procesu iteracyjnej aktualizacji map wrażliwości, dostosowując ich naturę do zmieniającego się wraz z procesem rekonstrukcji symulowanego rozkładu pola elektrycznego. W ramach niniejszego artykułu autorzy przedstawią własną istotną modyfikację procesu wyznaczania map wrażliwości poprzez uwzględnienie w tym procesie szczegółowego rozkładu pola we wnętrzu czujnika. Opracowany nowy tunelowy algorytm wyznaczania macierzy wrażliwości konstruuje mapy wrażliwości w oparciu o śledzenie powierzchni budowanych wzdłuż linii sił pola elektrycznego. W artykule zostaną przedstawione wyniki procesu rekonstrukcji obrazów, które wykażą większą skuteczność nowej metody.

EN

The sensitivity matrix is main part of the image reconstruction process for 3D ECT imaging and strictly decides about the its final quality. Common sensitivity determination methods mostly provide acceptable results and additionally allow to perform the recalculation of the sensitivities according to the changing permittivity distribution. In this paper authors introduce the crucial modification of the sensitivity determination process based on the electric field distribution analysis. The designed new tunnel based algorithm follows the surfaces constructed along the electric field lines. In the paper the results of the image reconstruction experiments will be shown and the better accuracy of the new method will be proved.

Słowa kluczowe

PL

macierz wrażliwości; MES (metoda elementów skończonych); 3D ECT; tomografia pojemnościowa; rekonstrukcja obrazu

EN

sensitivity matrix; FEM; 3D ECT; capacitance imaging

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 3
• Strony: 32--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wajman R.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej, Łódź, Polska

autor

Banasiak R.

• Instytut Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej, Łódź, Polska

Bibliografia

• [1] Banasiak R.: Algorytmy wizualizacji 3D w przemysłowych systemach elektrycznej tomografii procesowej; Praca doktorska, Politechnika Łódzka, Łódź, 2007.
• [2] Banasiak R., Wajman R., Sankowski D., Soleimani M.: Three-dimensional nonlinear inversion of electrical capacitance tomography data using a complete sensor model. Progress In Electromagnetics Research PIER, 100, 2010, pp. 219-234.
• [3] Dyakowski T.: Process tomography applied to multi-phase flow measurement. Meas. Sci. Technol. 7/1996, pp. 343–353.
• [4] Loser T., Wajman R., Mewes D. 2001 Electrical capacitance tomography: image reconstruction along electrical field lines, Meas. Sci. Technol. 2001, vol. 12 nr 8 pp. 1083-1091.
• [5] Olszewski T., Kleczyński P., Brzeski P., Mirkowski J., Pląskowski A., Smolik W., Szabatin R.: Electrical capacitance tomograph design; 3rd International Symposium on Process Tomography in Poland, Łódź, 2004 s. 118-123.
• [6] Rząsa M.R. The Stand For Tests of Gas-Liquid Flow Structure; 3rd International Symposium on Process Tomography in Poland, Łódź 2004, s. 139-142.
• [7] Sikora J. Algorytmy numeryczne w tomografii impedancyjnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
• [8] Wajman R.: Nowa metoda rekonstrukcji obrazów dla potrzeb pojemnościowej tomografii procesowej, Praca doktorska, Politechnika Łódzka, Łódź 2006.
• [9] Wang H.G., Liu S., Jiang F., Yang W.Q. 3D Presentation of Images with Capacitance Tomography; 3rd World Congress on Industrial Process Tomography, Banff, Canada 2003, s. 331-336.
• [10]Williams R.A., Beck M.S. Process tomography: principles, techniques and applications. BH, Oxford 1995.
• [11]Xie C.G., Huang S.M., Hayes D.G., Gregory I.A., Beck C.M.: Transputer/DSP-based capacitance tomography for real-time imaging and velocity profile measurement of oilfield flow pipelines; Parallel Computing and Transputer Appl., Edts. M.S. Beck u.a. 1994, pp. 123-134.
• [12]Yang W.Q. and Peng L.: Review of image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography, Part 1, Principles, proc International Symposium on Process Tomography in Poland, Wrocław 2002, pp. 123-132.
• [13]Yang W.Q., Peng L.: Image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography; Meas. Sci. Technol. 2003, Vol. 14, No. 1, pp. R1-R13.
• [14]Zienkiewicz O.C. Metoda Elementów Skończonych; Arkady Warszawa 1972.