The article presents the analysis of the dead time measurement using two sources for a non-paralyzable detector. It determined the optimum division of count rate measurement time between both source measurement and a single source one. Results of the work can be used to optimize dead time measurement for systems which count photons or particles.
PL
W artykule zaprezentowano analizę pomiaru czasu martwego detektora nieparaliżowalnego metodą dwóch źródeł. Wyznaczono optymalny podział czasu pomiaru częstości zliczeń dla pomiaru jednym i dwoma źródłami. Wyniki pracy mogą być wykorzystane do optymalizacji systemów zliczających fotony lub cząstki.
The article presents the developed structure of the novel needle proportional gas detector (NPC – Needle Proportional Counter) used for the detection of X-rays and gamma rays. The advantage of the detector is its simple mechanical construction and the possibility of detection of incident radiation in a direction parallel to the needle. The measured energy spectrum of the isotope Fe-55 by means of the developed detector is presented.
PL
Artykuł przedstawia opracowaną konstrukcję nowego typu gazowego detektora igłowego, służącego do detekcji promieniowania X i gamma. Zaletą detektora jest jego prosta konstrukcja mechaniczna i możliwość detekcji promieniowania w kierunku równoległym do igły. Zmierzono widmo energetyczne izotopu Fe-55 opracowanym detektorem.
The paper presents the main methods of small capacitance measurement used in electrical capacitance tomography: the AC method with a sine wave excitation and the charge-discharge method with square wave excitation. Construction of synchronous detector for both circuits was discussed. A modified "charge-discharge" method was presented.
PL
W artykule przedstawiono główne metody pomiaru małych pojemności stosowane w elektrycznej tomografii pojemnościowej: metodę częstotliwościową z pobudzeniem za pomocą fali sinusoidalnej oraz metodę „ładuj-rozładuj” z pobudzeniem za pomocą fali prostokątnej. Przedstawiono budowę detektora synchronicznego dla obu układów. Zaprezentowano również modyfikację metody „ładuj-rozładuj”
Gain prediction theory of single foil Gas Electron Multiplier detector was developed. Gas electron multiplier (GEM) detector with single foil was developed. Soft X-ray spectra with an energy of 5.9 keV emitted by the isotope Fe-55 were measured. On this basis, the dependence of gain and energy resolution from the detector voltage was determined. The simple theory of gain dependence on various detector parameters was developed. Preliminary results of the study confirmed the potential usefulness of the GEM detector as a substitute for the multiwire proportional chamber.
PL
Opracowano teorię wzmocnienia jednofoliowego detektora z gazowym powielaniem elektronów. Opracowano detektor z gazowym powielaniem elektronów z pojedynczą folią. Zmierzono widmo miękkiego promieniowania X, o energii 5,9 keV, emitowanego przez izotop Fe-55. Na tej podstawie wyznaczono zależność wzmocnienia i energetycznej zdolności rozdzielczej od napięcia zasilającego detektor. Opracowano prosta teorią zależności wzmocnienia od różnych parametrów detektora. Wstępne rezultaty badań potwierdzają potencjalną przydatność detektora GEM jako substytutu wielodrutowej komory proporcjonalnej.
Electrical Capacitance Tomography is a technique which allows to visualize a spatial distribution of electric permittivity in an examined volume. ECT allows to achieve hundreds of frames per second which is suitable for the industrial application, e.g. monitoring of multiphase flows or material mixing. Construction of such ECT system which enables precise data acquisition with sufficient speed is a challenge. In the Division of Nuclear and Medical Electronics ECT systems which have found applications in many research facilities in Poland and all over the world have been constructed for over 15 years. In this article a multichannel ET3 tomograph and its successor,EVT4, are presented. EVT4 will allow to obtain more than 10 thousand frames per second. This will allow to make progress in studies of dynamic processes and 3D visualization.
PL
Elektryczna tomografia pojemnościowa pozwala na obrazowanie przestrzennego rozkładu przenikalności elektrycznej w badanej objętości. Technika ta pozwala na uzyskanie setek obrazów na sekundę, dzięki czemu istnieje możliwość wykorzystania jej w przemyśle, na przykład do monitorowania procesów dynamicznych, takich jak przepływy wielofazowe lub mieszanie materiałów. Skonstruowanie systemu tomograficznego pozwalającego na bardzo szybką akwizycję obrazów o dobrej jakości jest jednak dużym wyzwaniem. W Zakładzie Elektroniki Jądrowej i Medycznej Politechniki Warszawskiej od lat powstają konstrukcje tomografów pojemnościowych, które znajdowały zastosowanie w placówkach naukowych w Polsce i na świecie. W tym artykule prezentowany jest wielokanałowy tomograf ET3 oraz jego następca, EVT4, który pozwoli na uzyskiwanie 10 tysięcy obrazów na sekundę. Pozwoli to na dokładniejsze badanie procesów dynamicznych oraz wizualizację trójwymiarową.
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.
Przedstawiono oprogramowanie ECTsim przeznaczone do modelowania w elektrycznej tomografii pojemnościowej. Oprogramowanie zaprojektowano jako pakiet dla środowiska MATLAB. Opisano budowę oprogramowania, jego cechy oraz kolejne etapy modelowania. Zaprezentowano modelowanie na przykładowym obiekcie.
EN
The paper presents ECTsim software dedicated for modeling in electrical capacitance tomography. The software is designed as the tedbox for MATLAB environment. The software architecture, software features and modeling steps are described. The modeling for an example object is shown.
W artykule przedstawiono nową konstrukcję Elektrycznego Tomografu Pojemnościowego, w którym zastosowano metodę pomiarową AC. Dzięki zastosowaniu detektora synchronicznego w torze pomiaru zyskano znaczne polepszenie parametrów pomiarowych dla femtofaradowych pojemności. Otrzymane obrazy prętowych fantomów uzyskane przy wykorzystaniu 16-elektrodowej sondy i standardowego algorytmu Landwebera w pełni potwierdzają wysokiej jakości parametry pomiarowe tomografu IREna.
EN
The papers presents a new construction of Electrical Capacitance Tomograph (ECT) with AC-based measuring circuit. Due to synchronized detection circuit the parameters of femto-farad measurement was much better. The obtained images of rod phantoms based on 16-electrode sensors and standard Landweber algorithm fully confirmed the high quality measurement parameters of IREna tomograph.
The standard charge-discharge circuit, used in the measurements of smali electrical capacitances as well as in electrical tomography, has been described and analyzed. Certain improvements have been suggested. The concept of the modular capacitance tomograph has been devised, based on the charge-discharge signal channels, encapsulated on separate PCBs. The practical system uses such signal channels in various configurations suited to the capacitance probes with various electrode configurations. This kind of a system constitutes an optimal platform to develop hardware configurations best suited for various applications.
PL
W artykule zawarto opis i analizę standardowego układu "ładuj-rozładuj", stosowanego do pomiarów małych pojemności elektrycznych w tomografii elektrycznej. Zaproponowano szereg udoskonaleń. Przedstawiono koncepcję modułowego elektrycznego tomografu pojemnościowego, wykorzystującego kanały sygnałów "ładuj-rozładuj", umieszczonych na oddzielnych płytkach obwodów drukowanych. Zbudowany system wykorzystuje kanały sygnałowe w różnych konfiguracjach w zależności od konfiguracji elektrod w sondach pojemnościowych. Zaprezentowany system tworzy optymalną platformę dla rozwoju sprzętu najlepiej dostosowanego do różnorodnych potencjalnych aplikacji.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Silosy to zbiorniki przeznaczone do przechowywania materiałów sypkich, będące obiektami mającymi górną część cylindryczną lub pryzmatyczną, o stosunku wysokości ścian do wymiaru przekroju poprzecznego większym niż 1,5. Podczas opróżniania silosów często powstają zjawiska dynamiczne zagrażające bezpieczeństwu konstrukcji i ich użytkowania. Szczególnie niebezpieczne są efekty dynamiczne pochodzenia rezonansowego. W pracy przedstawiono wybrane wyniki przeprowadzonych dotychczas badań nad efektami dynamicznymi występującymi podczas opróżniana silosów oraz propozycje przyszłego kierunku badań z użyciem Elektrycznej Pojemnościowej Tomografii Procesowej.
EN
Silos are containers designed to gather bulk solids. They hold upper part cylindrical or prismatic, with factor of high to cross sections bigger than 1,5. During silo emptying, dynamic phenomena very dangerous for silo construction often appear. The most dangerous are dynamic effects of resonance origin. In this paper selected results and further directions of research with Electrical Capacitance Process Tomography are examined.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The Division of Nuclear and Medical Electronics of Warsaw University of Technology is an institution where a capacitance process tomograph was first designed in Poland. The design of this capacitance tomograph, its performance and first results are presented in the paper. The tomograph can operate with one or two probes with up to 32 electrodes altogether. Twelve or sixteen electrode configurations is commonly used and a two times twelve or two times sixtheen electrode set up is provided for flowmeter applications. Additionally, the device has functionality of a 16-channel capacitance meter for industrial applications. The tomograph has a novel modular structure. It consists of 16 analogue signal cards, a motherboard and a control module with an analogue to digital converter. The measurement is based on a standard charge-discharge method. The signal card is capable to work both as a transmitter and a receiver during the measurement process. The motherboard provides communication between signal cards and the control module using a custom digital bus. The control module contains a 16-bit analogue to digital converter, a control logic, and a serial communication interface. All digital electronic circuits have been designed using programmable logic devices (PLDs).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.