Elektryczny tomograf pojemnościowy EVT4

• Autorzy: Kryszyn J. , Smolik W. , Olszewski T. , Szabatin R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.7.2

Warianty tytułu

EN

Electrical capacitance tomograph EVT4

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elektryczna tomografia pojemnościowa umożliwia obrazowanie przestrzennego i czasowego rozkładu przenikalności elektrycznej. Podstawowym zastosowaniem tej obrazowej techniki diagnostycznej jest monitorowanie procesów dynamicznych w inżynierii chemicznej i procesowej. Opracowywany przez naszą grupę tomograf EVT4 ma zaspokajać rosnące wymagania użytkowników dotyczące dużej liczby obrazów na sekundę i czułości pomiaru. W artykule ukazano obecny stan prac nad konstrukcją 32 kanałowego tomografu EVT4. Przedstawiono budowę sprzętową tomografu bazującą na układach programowalnych FPGA jak również architekturę wbudowanego oprogramowania sterującego. Modułowy system zarządzany jest przez kartę sterującą wyposażoną w układ FPGA (Xilinx Spartan) i 32 bitowy procesor (ARM CORTEX). Karta sterująca połączona jest z kartami odczytu danych poprzez gigabitowe transmitery wykorzystujące warstwę fizyczną standardu SATA. 8 kart odczytu danych połączonych jest z 8 kartami pomiarowymi. Karty pomiarowe – po 4 kanały na każdej – są podłączone do elektrod sondy pojemnościowej.

EN

Electrical capacitance tomography allows to visualize a spatial and temporal distribution of electric permittivity. This imaging and diagnostic technique has the basic application in monitoring of dynamic processes in the field of process and chemical engineering. EVT4 tomograph developed by our team is aimed to satisfy user’s growing requirements for more images per second and higher measurement sensitivity. The current progress of work on the construction of 32-channel tomograph EVT4 is presented in the article. The hardware design based on FPGA programmable chips as well as architecture of the embedded software are presented. The modular system is managed by the control board which contains the Xilinx Spartan-6 FPGA chip and the 32-bit ARM Cortex-A8 processor. The control board is connected with read-out boards by gigabit transceivers which use SATA physical layer. Eight read-out boards are connected with eight analogue measurements boards. Each measurement board contains 4 channels to connect the board to the tomographic sensor.

Słowa kluczowe

PL

elektryczna tomografia pojemnościowa; oprogramowanie wbudowane; elektroniczne układy programowalne

EN

electrical capacitance tomography; embedded software; electronic programmable chips

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 7
• Strony: 12--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il.

Twórcy

autor

Kryszyn J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej

autor

Smolik W.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej

autor

Olszewski T.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej

autor

Szabatin R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej

Bibliografia

• [1] T.A. York, “Electrical tomography for industrial applications” W: Holder DS, editor. Electrical Impedance Tomography, Methods, History and Applications, Bristol, IOP Publishing, 2005.
• [2] S.M. Huang, A. Plaskowski, C.G. Xie and M.S. Beck, “Capacitance-based tomographic flow imaging system”, Electron Lett., 24, 1988.
• [3] D. Styra and L. Babout, “Improvement of AC-based Electrical Capacitance Tomography hardware”, Electronics and Electrical Engineering – Kaunas: Technologija, 7, pp. 47–50, 2010.
• [4] Z. Fan and R.X. Gao, “A new sensing method for Electrical Capacitance Tomography”, Instrumentation and Measurement Technology onference (I2MTC), Austin, TX, US: IEEE, p. 48–53, 2010.
• [5] Y. Gao, Z. Yonggao and W. Wang, “Design of high-speed Electrical Capacitance Tomography system”, W: Othman, M., Senthilkumar, S., Yi, X., editors. Fourth International Conference on Digital Image Processing (ICDIP 2012), SPIE. p. 6, 2012.
• [6] T.N. Phua and T. York, “Weak-inversion measurement circuit for miniature Electrical Capacitance Tomography”, Instrumentation And Measurement, IEEE Transactions On, 57, pp. 379-85, 2008.
• [7] D. Chen, X. Deng and W.Q. Yang, “Comparison of three Electrical Capacitance Tomography systems”, IEEE Int Conference on Imaging Systems and Techniques, IEEE, pp. 57–62, 2010.
• [8] J. Ying, “Design and implementation of hardware system for Electrical Capacitance Tomography”, First International Workshop on Education Technology and Computer Science, IEEE Computer Society Washington, pp. 588–93, 2009.
• [9] T. Olszewski, W. Smolik, J. Mirkowski, R. Szabatin, D. Radomski, P. Brzeski, “Elektryczny tomograf pojemnościowy typu ET3”, Elektronika, no. 4, (2008), pp. 151–157.
• [10] H. Hu, M. Katsouros, W.Q. Yang and S.M. Huang, “Further analysis of charge/discharge capacitance measurement circuit used with tomography sensors”, Sensors and Transducers Journal, 80, 2007.