Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 47

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
This paper reviews the work that has been done in the past 10 years at the Lodz University of technology about the visualization and the quantification of phenomena related to degradation processes (i.e. stress corrosion cracking in stainless steel, fatigue crack in titanium alloys) in engineering materials as well as granular flow in silos using X-ray imaging (i.e. radiography and (micro)tomography). Besides presenting the experimental protocols, the paper also presents the image processing strategies that have been applied to enable the extraction of characteristic parameters from the volumetric images.
PL
Artykuł przedstawia przegląd prac badawczych przeprowadzonych w ostatnich 10 latach w Politechnice Łódzkiej, dotyczących wizualizacji oraz analizy ilościowej zjawisk mających miejsce w procesie degradacji materiałów (tj. korozji naprężeniowej stali nierdzewnej, pęknięcia stopów tytanu) oraz przepływu materiałów sypkich w silosach z wykorzystaniem obrazowania metodami opartymi na promieniowaniu X (tzn. radiografii oraz (micro)tomografii). Oprócz przedstawienia metodologii pomiaru, zostały również opisane metody przetwarzania obrazów, pozwalające na wyznaczenie charakterystycznych parametrów badanych procesów z obrazów wolumetrycznych.
EN
The article presents the parametrisation-based methods of monitoring of the process of gravitational silo discharging with aid of capacitance tomography techniques. Proposed methods cover probabilistic Bayes’ modelling, including spatial and temporal analysis and Markov chain Monte Carlo methods as well as process parametrisation with artificial neural networks. In contrast to classical image reconstruction-based methods, parametric modelling allows to omit this stage as well as abandon the associated reconstruction errors. Parametric modelling enables the direct analysis of significant parameters of investigated process that in turn results in easier incorporation into the control feedback loop. Presented examples are given for the gravitational flow of bulk solids in silos.
PL
Niniejszy artykuł przedstawia parametryczne metody rozwiązywania problemu odwrotnego w tomografii pojemnościowej na przykładzie monitorowania procesu przepływu materiałów sypkich przy użyciu tomografii pojemnościowej. Wybrane metody obejmują modelowanie probabilistyczne Bayesa, w tym przestrzenne i czasowe oraz metody Monte Carlo łańcuchów Markowa, a także parametryzację procesu z użyciem sztu cznych sieci neuronowych. W odróżnieniu od klasycznych metod opartych na algorytmach rekonstrukcji obrazu parametryzacja pozwala na pominięcie tego etapu, a co za tym idzie brak dodatkowych błędów związanych z rekonstrukcją. Parametryzacja pozwala na bezpośrednią analizę istotnych parametrów badanego procesu, przez co łatwiejsze jest użycie tych wyników w pętli sprzężenia zwrotnego sterowania. Przykłady rozpatrywane w tekście są opisane dla procesu grawitacyjnego opróżniania materiałów sypkich przechowywanych w silosach.
EN
The article presents the methods of monitoring of the process of gravitational silo discharging with aid of tomography techniques. The described methods apply to funnel and mass flow measurement. The core unit of the presented monitoring system is an image-processing module, while the images are obtained with aid of the electrical capacitance tomography. For the funnel type of flow, the outputs of image processing are parameters describing the process flow, location and material concentration in funnel area. In the case of the mass flow regime the presented method provides information about the parameters of shear zones arising by the wall region of the silo that influence the interaction between the bulk and silo construction during silo discharging.
PL
Artykuł przedstawia metody monitorowania procesu grawitacyjnego opróżniania silosu z materiałów sypkich z zastosowaniem technik tomograficznych. Opisane metody dotyczą pomiaru przepływu kominowego oraz masowego. Głównym elementem systemu monitorowania jest moduł przetwarzania obrazów uzyskanych przy pomocy elektrycznej tomografii pojemnościowej. Wynikiem przetwarzania obrazów są parametry procesu, opisujące lokalizację komina przepływu i koncentracji materiału w jego obszarze dla przepływu kominowego. W przypadku przepływu masowego przedstawiona metoda dostarcza informacji o obszarze strefy ścinania, występującej w obszarze przyściennym silosu, mającą wpływ na wynik interakcji materiału sypkiego i konstrukcji silosu podczas jego rozładunku.
EN
The current methods of calculating the velocity field based on a twin-plane electrical capacitance system for multiphase flows are presented. The described methods allow to calculate the velocity profile of the multiphase flow in cross-section of industrial installation. The theoretical assumptions of the considered methods are also noticed. The main advantages and disadvantages of the authors’ flow velocity measurement methods are discussed.
PL
Artykuł przedstawia przegląd metod wyznaczania prędkości przepływu w oparciu o dwupłaszczowy system pojemnościowej tomografii procesowej. Zaprezentowane metody pozwalają na obliczenie profilu prędkości wielofazowych przepływów w przekroju poprzecznym instalacji przemysłowej. Przeprowadzono także dyskusję nad teoretycznymi założeniami omawianych metod oraz opisano główne zalety i wady autorskich metod pomiaru prędkości przepływów wielofazowych.
EN
This paper presents an application of an ultrafast electron beam X-ray CT scanner for investigating the gravitational flow behavior of granulates through cylindrical silo model. The CT scanner allows obtaining crosssectional images of the granular material distribution with a spatial resolution of approximately 1 mm and a time resolution of 2 kHz. In order to conduct a deep analysis of the granular flow concentration changes, two image processing algorithm steps were applied. The first step deals with preprocessing and re-centering stacks of raw images. The second step divides the preprocessed image into several concentric rings and calculates the mean value to study radial concentration changes. Independent analysis of granular concentration in each ring provides useful knowledge to study the silo discharging during mass flow and funnel flow.
6
Content available remote Sensing Mobile Device Orientation Through Ect Reconstructed Image Processing
EN
We present TomoTable — a research prototype of a position sensing device hidden inside an ordinary table. While the Human- Computer Interaction (HCI) field has exten- sively explored possibilities for spatially-aware multi-device interactions, the sensing methods that would enable such systems are still com- plex and hard to deploy in the wild. TomoTable presents a possibility of easily deployable in- visible positional sensing that uses electrical capacitance tomography (ECT). Electrodes are embedded inside the table structure and provide accurate imaging of what is placed on the table. The entire system is invisible to the user. Ob- jects can be identified based on their electrical properties. Our work creates opportunities for in-the-wild studies using multi-device systems. In this paper, we share the technical concept of TomoTable, preliminary insights on its use and perspectives for future studies.
7
Content available remote Pneumatic Flow Characterization Using ECT Tomography Images Analysis
EN
The control of dens-phase pneumatic convening process is not trivial task. The control of flow phenomena requires a details knowledge about the temporal and spatial changes of material concentration during flow. The paper described application of electrical capacitance tomography for the characterization of the pneumatic conveying of solids. The level of concentration changes obtained with aid of tomography images and calculated flow velocity allow to monitoring flow behaviour during the granular material transport process. The applied cross-correlation technique for image processing, the calculated pixels-based flow velocity profile together with the proposed visualisation method of sequence of tomography images, provide information about flow conditions. The measurements were conducted for different flow conditions, including also flow with pipeline blockage. The preliminary results of the proposed flow characterization method, provide promising results. 
EN
This paper describes an application of dual-plane Electrical Capacitance Tomography (ECT) system for gas-solid swirl flow measuremetns. The angular component of the velocity in the pipes cross section was calculated. The angular velocity was determined based on tomographic data sets obtained from the physical model and also simulated data sets of the swirl flow phenomena. Analysis of material concentration changes in time, with the aid of sequences of 2D reconstruction images, allowed to swirling flow, angular velocity vectors to be successfully evaluated.
PL
W artykule opisano zastosowanie dwupłaszczyznowego systemu elektrycznej tomografii pojemnościowej (ECT) do pomiaru przepływów wirowych materiałów sypkich. W artykule zaprezentowano metodę wyznaczania składowej kątowej prędkości przepływu. Algorytm opiera się na analizie obrazów tomograficznych. Analiza zmian koncentracji materiału sypkiego w czasie, otrzymana przy pomocy sekwencji 2D obrazów tomograficznych, pozwoliła na ocenę przepływu wirowego poprzez wyznaczenie wektora prędkości kątowej przepływu. Weryfikację metody przeprowadzono na podstawie danych uzyskanych za pomocą przygotowanego modelu fizycznego i zbioru danych pomiarowych symulowanego przepływu wirowego.
EN
The paper presents a new approach to monitoring changes of characteristic parameters of gravitational solids flow. Electrical Capacitance Tomography (ECT) is applied for non-invasive process monitoring. Artificial Neural Networks (ANN) are used to estimate important flow parameters knowing the measured capacitances. The proposed approach solves the ECT inverse problem in a direct manner and provides a rapid parameterization of the funnel flow. The simulation of the silo discharging process is performed relying on real flow behaviour obtained from the authors’ previous work. The simulated data are used to new approach testing and verification. The obtained results proved that proposed ANN-based method will allow for on-line gravitational solids flow monitoring.
PL
W artykule opisano nowe podejście do monitorowania zmian charakterystycznych parametrów przepływu grawitacyjnego. Do nieinwazyjnego monitorowania procesu stosowana jest Elektryczna Tomografia Pojemnościowa (ECT). Sztuczne Sieci Neuronowe wykorzystywane są do estymacji ważnych parametrów przepływu na podstawie mierzonych pojemności. Zaproponowane podejście pozwala na rozwiązanie problemu odwrotnego w ECT w sposób bezpośredni i umożliwia natychmiastową parametryzację przepływu kominowego. Symulacja procesu rozładowania silosu została wykonana na podstawie wyników wcześniejszych badań eksperymentalnych przeprowadzonych na rzeczywistym obiekcie. Dane symulacyjne wykorzystano do testowania i weryfikacji nowego podejścia. Uzyskane wyniki wykazały, iż zaproponowana metoda wykorzystująca Sztuczne Sieci Neuronowe pozwoli na monitorowanie on-line parametrów przepływu grawitacyjnego.
PL
Ambiwalentny charakter skwantyfikowanej oceny cech rynkowych nieruchomości objawia się w każdym procesie estymacji wartości katastralnej bądź rynkowej. Przypisanie ustalonym atrybutom odpowiednich wartości jest bowiem subiektywną, bo uznaniową czynnością leżącą u podstaw analizy rynku. W niniejszym opracowaniu proponuje się więc algorytm oceny konfiguracji geometrycznej nieruchomości gruntowych, który w zamyśle autorów winien być wdrożony zwłaszcza do wycen, w których kontrowersyjny jest aspekt wielkościowo-geometryczny przedmiotu szacowania. Mowa głównie o ustalaniu opłaty adiacenckiej z tytułu podziału nieruchomości gruntowej. W proponowanej metodologii sumaryczne zestawienie współczynników zawartości i wydłużenia stanowi autonomiczną ocenę geometrii nieruchomości. Opracowanie wzbogacono o implementację autorskich rozwiązań do procesu szacowania wartości rynkowej.
EN
The ambivalent nature of quantified rating features market on properties is revealed in each estimation of cadastral or market value process. Assigning appropriate values to set attributes describing the property is subjective, but it is also necessary in the process of market analysis. On the pages of this paper is therefore proposed a algorithm rating geometrical configuration of land properties. Such an approach to the problem can be helpful in the planning when assessment factors of geometric configuration of the property represents, proposed by the authors, the coefficient of compactness. This coefficient is calculated as the ratio of the area of cadastral parcels to the surface area of the minimum bounding box. The proposed methodology for assessing the shape of land property allows for the elimination of the human factor in the real estate valuation. This article was enriched by empirical implementation of proprietary solutions to the process of estimating the market value of land property.
EN
A new approach to solve the inverse problem in electrical capacitance tomography is presented. The proposed method is based on an artificial neural network to estimate three different parameters of a circular object present inside a pipeline, i.e. radius and 2D position coordinates. This information allows the estimation of the distribution of material inside a pipe and determination of the characteristic parameters of a range of flows, which are characterised by a circular objects emerging within a cross section such as funnel flow in a silo gravitational discharging process. The main advantages of the proposed approach are explicitly: the desired characteristic flow parameters are estimated directly from the measured capacitances and rapidity, which in turn is crucial for online flow monitoring. In a classic approach in order to obtain these parameters in the first step the image is reconstructed and then the parameters are estimated with the use of image processing methods. The obtained results showed significant reduction of computations time in comparison to the iterative LBP or Levenberg-Marquard algorithms.
12
Content available Model agregacji działek: wstępne wyniki
PL
Znaczne rozdrobnienie działek wpływa negatywnie na gospodarkę rolną, ochronę środowiska oraz planowanie przestrzenne. Łączenie działek w większe kompleksy jest przedsięwzięciem kosztownym, czasochłonnym i pracochłonnym. W niniejszej pracy poruszany jest problem pół-automatyzacji procesu upraszczania struktury działek rolnych. Zaprezentowane zostały dwa podejścia do rozwiązania tego problemu. W pierwszym podejściu przedstawiona została metoda grupowania działek w oparciu o ich reprezentację rastrową. W metodzie tej każdemu pikselowi przypisana jest informacja o właścicielu oraz wartości obliczeniowej danego obszaru. Natomiast w drugim podejściu pokazana została metoda bazująca na wektorach. Zaprezentowano rezultaty obu metod na podstawie danych testowych. W pracy zostały przedstawione także kwestie: rozmieszczenia nowo powstałych działek, ich dostępu do istniejącej sieci drogowej, tworzenia nowych dróg dojazdu oraz weryfikacji otrzymanych wyników przez człowieka. Dla powyższych metod wykonano implementacje w środowisku programistycznym Python. Otrzymane wyniki, dla danych testowych, dowodzą przydatności obu metod w rozwiązywaniu problemu upraszczania struktury działek rolnych.
EN
Fragmentation of agricultural land parcels adversely affects agricultural economy, environmental protection and spatial planning. Aggregation of agricultural land parcels into a larger complex is an expensive, time-consuming and labour-intensive project. This paper describes the process of semi-automatic simplification of the structure of agricultural land parcels. Two approaches to the solution of this problem are presented. In the first one, the method of grouping agricultural land parcels based on their raster representation is presented. In this method, information about the owner and calculated value of area was assigned to each pixel. The second approach is based on the vector representation. This paper also presents the issues of distribution of newly created parcels, their access to the existing road network, creating new access roads and verification of the results obtained. Implementations of these methods were performed in Python software environment. The results of the test data proved usefulness of both methods in solving the problem of simplifying the structure of agricultural parcels.
PL
Systemy kontrolno-pomiarowe stanowią istotną grupę narzędzi diagnostycznych wykorzystywanych w przemyśle. Prawidłowo dobrane do charakteru procesu pozwalają na wczesne wykrywanie niepożądanych stanów procesu, dzięki czemu możliwe jest np. zapobieganie katastrofom przemysłowym. Nieustanny rozwój tych systemów powoduje, że są one coraz bardziej precyzyjne i efektywne, jednak od dokładności urządzeń często ważniejsze jest zgłębianie stanu wiedzy na temat natury badanych procesów. Na podstawie procesu grawitacyjnego przepływu substancji sypkich opisany został system pomiarowo-kontrolny, w skład którego wchodzą takie narzędzia jak: tensometry, akcelerometry oraz tomograficzne czujniki pojemnościowe. Wstępne wyniki przeprowadzonych eksperymentów potwierdzają skuteczność proponowanego systemu w odniesieniu do monitorowania przemysłowej instalacji przechowywania i rozładowywania materiałów sypkich, znajdującej się w Laboratorium Tomografii Procesowej im. T. Dyakowskiego Instytutu Informatyki Stosowanej.
EN
Monitoring and control systems constitute an important group of diagnostic tools used in the industry. When selected properly, they allow for the early detection of adverse conditions of the process, making it possible to prevent catastrophes. While these systems are becoming more precise and effective it is essential to exploring the state of knowledge about the nature of the processes that are the domains of their proper execution. Based on a process of gravitational flow of solids proposed measuring and control system is described, which includes tools such as strain gauges, accelerometers and capacitance tomography sensors. Preliminary results of conducted tests confirmed the efficiency of the proposed system for the monitoring of an installation for storage and unloading of bulk solids. The flow rig is located in the Tom Dyakowski Process Tomography Lab at the Institute of Applied Computer Science.
EN
This paper presents a method for the investigations of the gravity flow of granular materials based on the analysis of CT images. The system of X-ray tomography allows to visualize the distribution of bulk material inside the silo model. The images of the distribution of the concentration of the material, both in the form of 3D tomography images and 2D radiographic images, allow to track the behaviour of the material during the silo discharging process. Application of image processing and analysis provides an in-depth tool for investigation of the flow. The proposed, in the paper, methodology of the tracer particles allow to track the particles position changes during the gravitational flow in silo. The determination of tracer particles position is based on the vision information stored in volumetric computed tomography images and two-dimensional radiography.
EN
Measuring changes of bulk materials concentration during gravitational flow, a silo emptying is essential information for the assessment of the behaviour and condition of the material during the emptying of the silo. Parameters obtained during this process are important both in terms of process economics and safety, are the basis for monitoring and diagnostics of the process. Affect the current process, but primarily are the result of their filling the silo, and the process of storing the material. Previous studies, conducted by a team of authors, the laboratory-scale silos and numerical calculations and simulations of its increase, helped build the ECT sensor on a large scale. Results related to the change of scale of the sensor and the actual measurements will be discussed in the article. Proposed by the authors of the paper, the method of visualization, performed in the measuring process, helps to ask about the process and suggests a methodology for dealing with the material stored in the silo.
16
Content available remote Evolutionary Algorithms Approach for Cutting Stock Problem
EN
This paper contain study of three algorithms for optimisation of use of materials for cutting process. Cutting Stock Problem (CSP) and one dimensional guillotine cat variant of the CSP is introduced. Afterwards three different way of solving the problem are presented. For each of theme one algorithm is proposed. First is creating all the possible solutions and choosing the best one. Second is trying to recreate a human thinking process by using a heuristic search. Third one is inspired by an evolution process in the nature. Design and implementation of each of them is presented. Proposed algorithms are tested and compared to each other and also to the other known solutions.
EN
The paper presents results of the scale-up silo flow investigation in based on accelerometer signal analysis and Wi-Fi transmission, performed in distributed laboratory environment. Prepared, by the authors, a set of 8 accelerometers allows to measure a three-dimensional acceleration vector. The accelerometers were located outside silo, on its perimeter. The accelerometers signal changes allowed to analyze dynamic behavior of solid (vibrations/pulsations) at silo wall during discharging process. These dynamic effects are caused by stick-slip friction between the wall and the granular material. Information about the material pulsations and vibrations is crucial for monitoring the interaction between silo construction and particle during flow. Additionally such spatial position of accelerometers sensor allowed to collect information about nonsymmetrical flow inside silo.
PL
Artykuł jest kontynuacją prac autorów, prowadzonych w laboratoriach Katedry Informatyki Stosowanej PŁ oraz naukowych jednostek współpracujących. Artykuł opisuje zagadnienie związane z projektowaniem czujników pomiarowych dla elektrycznej tomografii pojemnościowej. Przeniesienie konstrukcji, metod po­miarowych oraz analizy danych pomiarowych ECT ze zbiorników o stosunkowo niewielkich średnicach (do 0,2 m) do silosów o znacznie większych rozmiarach, występujących na szeroką skalę w zastosowaniach przemysłowych, stanowi główny element prac badawczych obecnie prowadzonych w laboratorium. W przypadku instalacji przemysłowych o dużo gabarytowych elementach przygotowanie odpowiedniego czujnika ECT staje się kluczową kwestią. Proces projektowania czujników ECT, opisany w artykule, opiera się na ocenie jego jakości za pomocą analizy parametrów wyznaczonej numerycznie mapy czułości czujnika. Proponowana metoda analizy czułości czujnika ma na celu skrócenie czasu wykonania końcowego projektu czujnika oraz przede wszystkim określenie jego przydatności do zastosowania do pomiaru przepływów grawitacyjnych w silosach o dużych rozmiarach.
EN
The paper is a continuation of the authors investigation, conducted in the laboratories of the Computer Engineering Department TUL in collaboration with other scientific units. The article describes the issue involving the project of Electrical Capacitance Tomography sensor for the measurements of the gravitational flow in silo. The transfer of the structure, methods of measurement and analysis of ECT data acquired from the silos of relatively small diameter, 0.2 m, to systems measurement of the silo with much larger diameter, occurring widely in industrial applications, is the main issue of the ongoing work. The design process of the ECT sensors bases on an assessment of its quality by means of numerical analysis of the parameters of the sensor sensitivity maps. The proposed method of analyzing the sensitivity of the sensor is designed to shorten the implementation of the final draft of the sensor and determine the usefulness of the prepared sensors for gravitational flow measurements.
PL
W artykule przedstawiono zastosowania elektrycznej tomografii pojemnościowej do monitorowania zjawisk dynamicznych zachodzących podczas procesu rozładowywania silosu. Badania doświadczalne przeprowadzono w cylindrycznym silosie o smukłej geometrii. W trakcie opróżniania silosu obserwowano silne efekty dynamiczne. Analiza danych pomiarowych jak również obrazów tomograficznych pozwoliła na pomiar parametrów przepływu grawitacyjnego określających poziom efektów dynamicznych. Przeprowadzono również doświadczenia dla kontrolowanego wypływ materiału sypkiego z silosu z założoną prędkością poruszania się materiału w zbiorniku w celu weryfikacji uzyskanych wyników przepływu swobodnego. Eksperymenty przeprowadzono dla zróżnicowanego zagęszczenia początkowego materiału sypkiego oraz zmiennej szorstkości ścian i średnicy otworu wyłotowego. Przedstawiono metody przetwarzania i analizy przetwarzania danych pomairowych oraz zrekonstruowanych obrazów tomograficznych, których wynikiem jest informacja diagnostyczna o stanie procesu przepływu grawitacyjnego.
EN
The paper presents the results of experiments performed with the cylindrical silo-during tests strong dynamics effects called "silo music" occurred. Experiments were performed for gravitational and controlled silo emptying, for different initial densities, different wall roughness and outlet diameter. On the basis of results gained with application of the Electrical Capacitance Tomography measurement technique new conception of the origin of the strong dynamic effects was proposed.
PL
Transport pneumatyczny materiałów sypkich jest często stosowany w przemyśle. Stąd istotnym zagadnieniem jest optymalizacja transportu, nie tylko gotowego produktu, ale również materiałów wewnątrz zakładu produkcyjnego. Konieczność monitorowania, diagnozowania i sterowania instalacji transportu pneumatycznego wymusza poszukiwanie coraz doskonalszych metod pomiarowych, zwłaszcza bezinwazyjnych. W artykule przedstawiono zastosowanie elektrycznej tomografii pojemnościowej, pozwalającej określić rozkład stałej elektrycznej materiału wewnątrz badanej instalacji. Dzięki tej metodzie możliwe jest również monitorowanie, diagnozowanie oraz wypracowanie optymalnych algorytmów sterowania procesu, pozwalające zwiększyć wydajność instalacji.
EN
Pneumatic transport of friable materials is common in industry, therefore its parameters optimization - not only as final products, but also as materials inside a production line - is a significant issue. The need for monitoring, diagnosis and control of pneumatic conveying installations compel research for novel, accurate measurement methods, especially such of a noninvasive nature. This paper shows the application of Electrical Capacitance Tomography (ECT) allows to reconstruct the distribution of the electrical permittivity inside a measurement sensor space) in order to obtain the parametric description of material flowing inside the investigated pipeline. Thanks to utilization of this method, monitoring, diagnosis and development of optimal control algorithms for increase of installation effectiveness, is feasible.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.