Wpływ protokółów pomiarowych na dokładność obrazowania stanu zawilgocenia ścian metodą tomografii ultradźwiękowej

• Autorzy: Polakowski K. , Sikora J. , Filipowicz S.F.

Warianty tytułu

EN

An application of the ultrasound tomography in imaging a state of the walls humidification

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie tomografii ultradźwiękowej do tworzenia obrazów zawilgocenia murów w ich przekrojach poprzecznych. Do pomiaru średniej wartości prędkości przebiegu fali ultradźwiękowej w murze zaproponowano tomograf ultradźwiękowy. Zaproponowana metoda umożliwia obrazowanie profilu zawilgocenia muru w całym przekroju poprzecznym. Idea ta może stanowić istotę działania ultradźwiękowej tomografii wielościeżkowej do badania stanu zawilgocenia murów. Do tworzenia obrazów tomograficznych zastosowano liniowe zadanie najmniejszych kwadratów. Zastosowana metoda została zilustrowana wynikami uzyskanymi z numerycznych symulacji.

EN

Application of the ultrasound tomography for imaging a state of the wall humidification is presented in this paper. The ultrasound tomography is proposed for measure the average value of the ultrasound wave speed flowing through the wall. The ultrasonic measurements are one of the most promising. The main advantage of this method is the fact that it is based on contactless, non-invasive measurement which does not cause any physics-chemical changes in observed environment. It also enables measurement independently from temperature, pressure and density of measured medium. Ultrasound sets of emitters and receivers are characterized by high sensitivity, they do not contain any movable parts which have a contact with measured medium, they are easy to install and are relatively cheap. In analyzed system the transmitters one by one generates ultrasound impulses, which with different delays reach all receivers. Assumption of the ultrasonic measurements is reasonable with the following respects: 1. Ultrasounds spread out in straight lines, so we have not to make such simplifying assumption like in impedance or capacitance tomography. 2. Suggested method is relatively simple and enables imagining in real time. 3. Accuracy in case of velocity profile imagining is not a critical case. Image of velocity profile construction in a plane of receivers means estimation of unknown values set, which we can denote as f(x,y). Proposed method enable visualisation a humidification in a cross section of the wall. The idea can directly lead to a multipath ultrasonic tomography for the monitoring a humidification of the walls. Multipath systems with different sets of emitters and receivers are used in order to enlarge the accuracy of measurement. The image construction was done with an aid of linear least squares problem. Proposed method was illustrated with a numerical simulation results.

Słowa kluczowe

PL

tomografia ultradźwiękowa; badanie zawilgocenia murów; protokół pomiarowy; obrazowanie tomograficzne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2007
• Tom: Z. 230
• Strony: 101--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Polakowski K.

autor

Sikora J.

autor

Filipowicz S.F.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny,

Bibliografia

• 1. Berowski P., Filipowicz S. F., Wojtowicz S.: Determining location of moisture area of the wall by 3D Electrical Impedance Tomography, 4th World Congress on Industrial Process Tomography, Aizu, Japonia, 5-8 septtember 2005, pp. 214-219
• 2. Gudra T.: Właściwości i zastosowanie przetworników ultradźwiękowych do pracy w ośrodkach gazowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005.
• 3. Guziak T., Kamińska A., Pańczyk B., Sikora J.: Metody numeryczne w elektrotechnice, Wydawnictwa Politechniki Lubelskiej, Lublin 2002.
• 4. Jagodziński Z.: Przetworniki ultradźwiękowe, WKŁ, Warszawa, 1997.
• 5. Kak A., C, Slaney M.: Principles of Computerized Tomographic Imaging, IEEE Press, 1999.
• 6. Kaczorowski P., Kazimierczak J. K.: Tomograficzne przepływomierze ultradźwiękowe. Praca dyplomowa magisterska, Wydział Elektryczny Politechniki Warszawskiej, Październik 2006.
• 7. Lawson C. L., Hanson R. J.: Solving Least Squares Problems, Classics in Applied Mathematics 15, SIAM 1995.
• 8. Mosorov V., Sankowski D., Mazurkiewicz Ł., Dyakowski T., The 'best - correlated pixels' method for solid mass flow measurements using electrical capacitance tomography, Measurement Science and Technology, 13, pp. 1810-1814, 2002.
• 9. Opielński K.: Analiza możliwości zobrazowania struktury wewnętrznej obiektów metodą ultradźwiękowej tomografii transmisyjnej. Praca doktorska, Instytut Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1998.
• 10. Polakowski K., Sikora J., Filipowicz S. F.: Linear Least Squares Problem for Image Forming of Multipath Ultrasound Tomography, 7th International Workshop "Computational Problems of Electrical Engineering", Odessa, Ukraina, August 28-30, 2006, pp. 5-9
• 11. Polakowski K., Sikora J., Filipowicz S. F.: Ultrasound Tomography Imaging based on linear Least Squares Problem, 4rd International Symposium on Process Tomography In Poland, Warszawa, Sep. 14-15 2006, pp. 79-84
• 12. Polakowski K., Sikora J., Kaczorowski P., Kaźmierczak J., Filipowicz S. F.: Liniowe zadanie najmniejszych kwadratów w konstrukcji obrazów wielościeżkowej tomografii ultradźwiękowej, Przegląd Elektrotechniczny, R. LXXXII 10/2006, pp. 18-24
• 13. Rabelais R. A., Smis L.: Ultrasonic Flow Measurement: Technology and Applications in Process and Multiple Vent Stream Situations, Proceedings of the Texas A&M Symposium 2002.
• 14. Sikora J.: Numeryczne algorytmy w tomografii impedancyjnej i wiroprądowej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 2000.
• 15. Śliwiński A.: Ultradźwięki i ich zastosowania, WNT, Warszawa 1993