Using electrical resistance tomography to detect leaks in landfills

• Autorzy: Rymarczyk T. , Duda K. , Sikora J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.12.39

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie elektrycznej tomografii rezystancyjnej do wykrywania wycieków ze składowisk odpadów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the design of the device with active electrodes to examine the landfill and flood embankments. The presented solution was based on electrical resistance tomography (ERT). The basic information about the built model system is given. There was described the concept of active electrodes and measuring equipment for data acquisition. Electrical resistance tomography, which is based on measuring potential difference, can be used to calculate conductivity. The problem depends on the fact that every material has unique conductance. Its aim was to verify the repeatability of test results by eliminating laboratory equipment, and to validate the use of simple and cheap electronics to the structure of the ERT.

PL

W artykule przedstawiono projekt urządzenia z aktywnymi elektrodami w celu zbadania składowisk odpadów i wałów przeciwpowodziowych. Przedstawione rozwiązanie oparte jest na elektrycznej tomografii rezystancyjnej (ERT). Podano podstawowe informacje o zbudowanym modelu systemu. Opisano koncepcję aktywnych elektrod i przyrządów pomiarowych do gromadzenia danych. Do obliczania konduktywności została zastosowana elektryczna tomografia rezystancyjna, która oparta jest na pomiarze różnicy potencjałów. W zagadnieniu tym, problem polega na tym, że każdy materiał ma unikalną przewodność. Celem zbudowanego systemu z urządzeniem ERT jest zweryfikowanie powtarzalności wyników testów poprzez wyeliminowanie sprzętu laboratoryjnego w bezpośrednich pomiarach środowiskowych.

Słowa kluczowe

EN

electrical resistance tomography; finite element method; sensor

PL

elektryczna tomografia rezystancyjna; metoda elementów skończonych; sensor; ETR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 12
• Strony: 155--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Rymarczyk T.

• Netrix S.A., Research and Development Center, Związkowa 26, 20-148 Lublin
• University of Economics and Innovation in Lublin, ul. Projektowa 4, 20-209 Lublin

autor

Duda K.

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

autor

Sikora J.

• Institute of Electronics and Information Technology, Lublin University of Technology, Lublin, Poland
• Electrotechnical Institute, ul. Pożaryskiego 28, 04-703 Warszawa

Bibliografia

• [1] Adler A., Lionheart W.R.B., Uses and abuses of EIDORS: an extensible software base for EIT, Physiological Measurement (2006), Vol. 27, pp. 25-42
• [2] Borcea L., Electrical impedance tomography, Inverse Problems (2002), vol. 18, pp. 99–136
• [3] Duda K., Adamkiewicz P., Rymarczyk T., Nondestructive Method to Examine Brick Wall Dampness, International Interdisciplinary Phd Workshop 2016 (2016), pp. 68-71
• [4] Filipowicz S.F., Rymarczyk T., Measurement Methods and Image Reconstruction in Electrical Impedance Tomography, Przeglad Elektrotechniczny (2012), vol. 88, Issue 6, pp.247- 250
• [5] Filipowicz S.F., Rymarczyk T., The Shape Reconstruction of Unknown Objects for Inverse Problems, Przeglad Elektrotechniczny (2012), vol. 88, Issue 3A, pp. 55-57
• [6] Gunna D.A., Chambersa J.E., Uhlemanna S., Wilkinsona P.B., Meldruma P.I., Dijkstraa T.A., Moisture monitoring in clay embankments using electrical resistivity tomography, Construction and Building Materials (2014)
• [7] Jones G., Sentenac P., Zielinski M., Desiccation cracking detection using 2-D and 3-D Electrical Resistivity Tomography: Validation on a flood embankment, Journal of Applied Geophysics (2014), Vol. 106
• [8] Holder D.S., Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications, Series in Medical Physics and Biomedical Engineering, London (2005)
• [9] Lechleiter A., Rieder A.: Newton regularizations for impedance tomography: convergence by local injectivity. Inverse Problems (2008), 24(6)
• [10] Osher S., Sethian J.A.: Fronts Propagating with Curvature Dependent Speed: Algorithms Based on Hamilton-Jacobi Formulations, Journal of Computational Physics (1988), 79, 12-49
• [11] Osher S., Fedkiw R.: Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces. Springer, New York (2003)
• [12] 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 (2001), 171, pp. 272-288
• [13] Rybak G., Chaniecki Z., Grudzień K., Romanowski A., Sankowski D., Non–invasive methods of industrial process control, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (2014), vol. 4, no. 3 pp. 41–45
• [14] Rymarczyk T., Using electrical impedance tomography to monitoring flood banks, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics (2014), vol. 45, pp. 489–494
• [15] Rymarczyk T., New Methods to Determine Moisture Areas by Electrical Impedance Tomography, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics (2016), vol. 37, Issue 1-2, pp.79–87
• [16] Rymarczyk T., Tchórzewski P., Sikora J., Monitoring of Flood Embankment System by Nondestructive Method with Infinite Boundary Element. Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics (2015), 40, pp. 176-183
• [17] Rymarczyk T., Tchórzewski P., Topological methods to determine damages of flood embankments, Przeglad Elektrotechniczny (2016), 92(12), pp. 153-156
• [18] Sankowski D., Sikora J., Electrical capacitance tomography: Theoretical basis and applications, Warsaw, IEL (2010)
• [19] Sethian J.A.: Level Set Methods and Fast Marching Methods. Cambridge University Press, (1999)
• [20] Sikora J., Wójtowicz S., Industrial and Biological Tomography: Theoretical Basis and Applications (2010), Warsaw, IEL
• [21] Smolik W., Forward Problem Solver for Image Reconstruction by Nonlinear Optimization in Electrical Capacitance Tomography, Flow Measurement and Instrumentation (2010), vol. 21, pp. 70–77
• [22] Tai C., Chung E., Chan T.: Electrical impedance tomography using level set representation and total variational regularization. Journal of Computational Physics (2005), vol. 205, no. 1, 357–372
• [23] 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. (2013), Vol. 24 No. 065302
• [24] Wang M., Industrial Tomography: Systems and Applications, Elsevier (2015)

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).