Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania murów zamku w Będzinie z użyciem tomografii ultradźwiękowej

Drobiec Łukasz

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 6

60--62

PL

Mury zamku w Będzinie wzniesiono techniką „opus emplectum”. W wyniku oddziaływania zewnętrznych czynników atmosferycznych, a zwłaszcza wody opadowej i gruntowej wnikającej w szczeliny muru przez pęknięcia i spoiny, doszło do wielu awarii murów obronnych i murów samego zamku. Przeprowadzono nieniszczące badania ultradźwiękowe w celu stwierdzenia występowania pustek wewnętrznych w murach.

EN

The walls of the castle in Będzin were erected using the "opus emplectum" technique. As a result of the influence of external atmospheric factors, especially rainwater and groundwater penetrating into the cracks of the wall through cracks and joints, there were many failures of the defensive walls and the walls of the castle itself. Non-destructive ultrasonic tests were carried out to find the presence of internal voids in the walls.

2

A method of precise pulse onset determination using the Akaike Information Criterion for Ultrasound Transmission Tomography

Pruchnicki Piotr, Opieliński Krzysztof J.

Vibrations in Physical Systems

|

2021

|

Vol. 32, nr 1

art. no. 2021115

EN

Information criteria used in statistics for model selection can be used to accurately determine pulse transition times in transmission methods. The most popular information criteria are the Akaike Information Criterion (AIC) and the Bayesian Schwartz Criterion (BIC). These criteria are considered the most reliable tests of model type and structure and are computationally simple. In this paper, an algorithm developed according to the AIC criterion is used to determine the transition time from transmission tomography measurements acquired with a multi-element ultrasonic ring array, which is the scanning element of the novel prototype of ultrasound tomography device for detecting and estimating the malignancy of female breast cancer in vivo. As a result, a new algorithm was developed to precise search for the onset of the recorded receiving pulse. The algorithm was tested in an aqueous environment using elementary pairs of transmitting and receiving ultrasonic transducers of a tomographic ring array.

3

Tomographic ultrasonic sensors in industrial applications

Rymarczyk Tomasz, Kłosowski Grzegorz, Kania Konrad, Rymarczyk Paweł, Mazurek Mariusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 1

166--169

EN

The work presents the results of research on the use of tomographic ultrasonic sensors to analyse industrial processes using dedicated measuring devices, image reconstruction algorithms and cyber-physical system.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem tomograficznych czujników ultradźwiękowych do analizy procesów przemysłowych z zastosowaniem dedykowanych urządzeń pomiarowych, algorytmów rekonstrukcji obrazu oraz systemu cyber-fizycznego.

4

Ultrasonic tomography for reflection and transmission wave analysis

Rymarczyk Tomasz, Gołąbek Michał, Cieplak Tomasz, Kania Konrad, Adamkiewicz Przemysław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 3

170--173

EN

The main purpose of this work is to present a solution based on ultrasound reflection and transmission tomography. The reflective ultrasound tomograph is designed in a modular way. The first module consists of a motherboard connected to an analog signal conditioning board and a liquid crystal display with an integrated graphics processor. The second module consists of a high voltage pulser with a 64 channel multiplexer. The presented control methods include issues related to the processing of data obtained from various sensors located in nodes. Monitoring takes place as part of data processing and the parameters obtained and processed. The device has been designed for tomographic measurements of the properties of various technological processes.

PL

Głównym celem tej pracy jest przedstawienie rozwiązania opartego na ultrasonograficznej tomografii refleksyjnej i transmisyjnej. Tmograf ultradźwiękowy zaprojektowano w sposób modułowy. Pierwszy moduł składa się z płyty głównej połączonej z płytką kondycjonowania sygnału analogowego oraz wyświetlaczem ciekłokrystalicznym ze zintegrowanym procesorem graficznym. Drugi moduł składa się z impulsatora wysokiego napięcia wraz z 64 kanałowym multiplekserem. Prezentowane metody sterowania obejmują zagadnienia związane z przetwarzaniem danych uzyskanych z różnych czujników znajdujących się w węzłach. Monitorowanie odbywa się w ramach przetwarzania danych oraz uzyskiwanych i przetwarzanych parametrów. Urządzenie zostało zaprojektowane do tomograficznych pomiarów właściwości różnych procesów technologicznych.

5

Maintenance of industrial reactors supported by deep learning driven ultrasound tomography

Kłosowski Grzegorz, Rymarczyk Tomasz, Kania Konrad, Świć Antoni, Cieplak Tomasz

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

138--147

EN

Monitoring of industrial processes is an important element ensuring the proper maintenance of equipment and high level of processes reliability. The presented research concerns the application of the deep learning method in the field of ultrasound tomography (UST). A novel algorithm that uses simultaneously multiple classification convolutional neural networks (CNNs) to generate monochrome 2D images was developed. In order to meet a compromise between the number of the networks and the number of all possible outcomes of a single network, it was proposed to divide the output image into 4-pixel clusters. Therefore, the number of required CNNs has been reduced fourfold and there are 16 distinct outcomes from single network. The new algorithm was first verified using simulation data and then tested on real data. The accuracy of image reconstruction exceeded 95%. The results obtained by using the new CNN clustered algorithm were compared with five popular machine learning algorithms: shallow Artificial Neural Network, Linear Support Vector Machine, Classification Tree, Medium k-Nearest Neighbor classification and Naive Bayes. Based on this comparison, it was found that the newly developed method of multiple convolutional neural networks (MCNN) generates the highest quality images.

PL

Monitorowanie procesów przemysłowych jest ważnym elementem zapewniającym właściwą eksploatację urządzeń i wysoki poziom niezawodności procesów. Prezentowane badania dotyczą zastosowania metod głębokiego uczenia w obszarze eksploatacji zbiornikowych reaktorów przemysłowych. W procesach przemysłowych opartych na reakcjach chemicznych zachodzących wewnątrz procesowej tomografii ultradźwiękowej (UST). Opracowano nowatorski algorytm wykorzystujący jednocześnie wiele klasyfikacyjnych splotowych sieci neuronowych (CNN) do generowania monochromatycznych obrazów 2D. Aby osiągnąć kompromis między liczbą sieci a liczbą wszystkich możliwych wyników pojedynczej sieci, zaproponowano podział obrazu wyjściowego na klastry 4-pikselowe. W związku z tym liczba wymaganych CNN została czterokrotnie zmniejszona i istnieje 16 różnych wyników z jednej sieci. Nowy algorytm został najpierw zweryfikowany przy użyciu danych symulacyjnych, a następnie przetestowany na danych rzeczywistych. Dokładność rekonstrukcji obrazu przekroczyła 95%. Wyniki uzyskane przy użyciu nowego algorytmu klastrowego CNN zostały porównane z pięcioma popularnymi algorytmami uczenia maszynowego: płytką sztuczną siecią neuronową, maszyną liniowego wektora wsparcia, drzewem klasyfikacji, klasyfikacją średniego k-najbliższego sąsiada i naiwnym Bayesem. Na podstawie tego porównania stwierdzono, że nowo opracowana metoda wielu splotowych sieci neuronowych (MCNN) generuje obrazy o najwyższej jakości.

6

Ultrasound tomography imaging: results of breast phantom study and resolution estimation

Opieliński Krzysztof J., Wrzosek Marcin, Nicpoń Józef, Podgórski Przemysław, Świetlik Tomasz

Vibrations in Physical Systems

|

2019

|

Vol. 30, nr 1

art. no. 2019105

EN

In order to improve breast cancer detection rates, new and better imaging methods are required. Currently, the ultrasound tomography (UT) as non-invasive and safe hybrid method may contribute to achieving a new standard for breast cancer diagnostics. The aim of the paper was to analyse the imaging ability of tissue-like media structure found in female breast using the developed novel ultrasound computer-assisted tomographic scanner. Measurements was performed on commercial breast biopsy phantoms due to their well-defined structure with inclusions mimicking glandular tissue with lesions, as well as on the simple agar phantom. Obtained magnetic resonance images (MRI), conventional ultrasound images (US) or X-ray computed tomography (CT) images of the measured media sections were used for comparison. The analysis of the obtained results and carried out theoretical considerations have allowed to estimate the resolution of soft tissue UT imaging.

7

Model of multipath propagation of ultrasonic pulses in soft tissue using divergent beam tomography method

Borowski Jędrzej, Opieliński Krzysztof J.

Vibrations in Physical Systems

|

2019

|

Vol. 30, nr 1

art. no. 2019130

EN

The paper presents the model of calculating ultrasound waveform beam emitted inside the circular space of ultrasonic transducer ring array and propagated through a biological medium submerged in water. Each elementary transducer emits a burst signal, which then propagates through a medium and is received by a number of transducers on the opposite side of the ring array. The method allows for calculating runtime and amplitude of ultrasonic bursts while traveling from an emitter to a receiver through a specified soft tissue section geometry, having regard to the refraction and attenuation effects and directivity pattern of transducers. The soft tissue section geometry is constructed using circular shapes with given ultrasound speed and attenuation distribution. The elaborated software creates a set of received waveforms for each transmitting transducer. The presented results produced by the software can be used as a basis for further research on inverse problems in ultrasound waveform tomography.

8

Ultrasound tomography measuring system for acquisition and analysis data

Rymarczyk Tomasz, Gołąbek Michał, Bożek Piotr, Adamkiewicz Przemysław, Maj Michał, Sikora Jan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 3

111--114

EN

Ultrasound tomography provides the ability to analyse processes occurring inside the facility without interfering with the production, analysis and detection of obstacles, defects and various anomalies. The presented measuring system has a specially designed measuring structure (including electrodes, thanks to which it is an innovative solution in the field, particularly effective in the analysis). Knowledge of the characteristics of each tomographic technique solution, the application allows you to choose the appropriate method of image reconstruction. A reverse problem is the process of identifying optimization or synthesis, in which the goal is to determine the parameters describing the data field.

PL

Tomografia ultradźwiękowa daje możliwość analizowania procesów zachodzących wewnątrz obiektu bez zakłócania produkcji, analizy i wykrywania przeszkód, wad i różnych anomalii. Prezentowany układ pomiarowy ma specjalnie zaprojektowaną strukturę pomiarową (w tym elektrody, dzięki czemu jest innowacyjnym rozwiązaniem w terenie, szczególnie skutecznym w analizie). Znajomość charakterystyki każdego rozwiązania techniki tomograficznej, aplikacja pozwala wybrać odpowiednią metodę rekonstrukcji obrazu. Odwrotnym problemem jest proces identyfikacji optymalizacji lub syntezy, w którym celem jest określenie parametrów opisujących pole danych.

9

Construction of an ultrasonic tomograph for analysis of technological processes in the field of reflection and transmission waves

Rymarczyk Tomasz, Gołąbek Michał, Lesiak Piotr, Marciniak Andrzej, Guzik Mirosław

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2019

|

T. 9, nr 4

43--47

EN

This article presents the ultrasonic structure for the analysis of technological processes in the field of reflective and transmission waves. Ultrasound tomography enables the analysis of processes occurring in the examined object without interfering with its interior through appropriate acquisition and analysis of data. The design goal is to verify the repeatability of measurement results by eliminating laboratory equipment. The ultrasonic tomograph has been designed in a modular way and consists of a motherboard connected to an analog signal conditioning board, a liquid crystal display with an integrated graphics processor and a high voltage pulser with a 64 channel multiplexer. The solution was designed for tomographic measurements of technological process properties.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono konstrukcję tomografu ultradźwiękowego do analizy procesów technologicznych w zakresie fal odbitych i transmisyjnych. Tomografia ultradźwiękowa umożliwia analizowanie procesów zachodzących w badanym obiekcie bez ingerencji w jego wnętrze poprzez odpowiednią akwizycję i analizę danych. Celem konstrukcyjnym jest weryfikacja powtarzalności wyników badań pomiarowych poprzez wyeliminowanie sprzętu laboratoryjnego. Tomograf ultradźwiękowy został zaprojektowany w sposób modułowy i składa się z płyty głównej połączonej z płytą kondycjonowania sygnału analogowego, wyświetlacza ciekłokrystalicznego ze zintegrowanym procesorem graficznym oraz impulsatora wysokiego napięcia wraz z 64 kanałowym multiplekserem. Urządzenie zostało zaprojektowane do tomograficznych pomiarów właściwości procesów technologicznych.

10

Przykłady zastosowania metody tomografii ultradźwiękowej w badaniach wtrąceń w elementach betonowych

Krawczyk Ewa, Schabowicz Krzysztof, Sterniuk Adam

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2019

|

nr 3

15--19

EN

This paper presents modern non-destructive methods used to study concrete and reinforced concrete elements. Non-Destructive Testing allow for non-invasive assessment of the condition of the examined element. In addition to estimating the strength parameters, material properties, they also enable the detection of possible discontinuities and hidden wattles, as well as inclusions, e.g. improperly spaced reinforcing bars. Attention was paid to the ease of testing, the economics of the solution, and the advantages and limitations associated with the choice of non-destructive method. The most widely described method is ultrasonic tomography. An experiment was carried out consisting of measuring three samples of different geometry and different reflectors. The aim of the study was to determine the location and identification of inclusions, reflectors, air voids and discontinuities located in the samples.

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie współczesnych metod nieniszczących stosowanych do badania elementów betonowych i żelbetowych. Badania NDT (ang. Non-Destructive Testing) pozwalają na bezinwazyjne ocenienie stanu badanego elementu. Poza szacowaniem parametrów wytrzymałościowych, właściwości materiałowych, umożliwiają także detekcję ewentualnych nieciągłości i ukrytych wad, a także wtrąceń, np. niewłaściwie rozmieszczonych prętów zbrojeniowych. Zwrócono uwagę na łatwość wykonania badań, ekonomikę danego rozwiązania oraz zalety i ograniczenia związane z wyborem metody nieniszczącej. Najszerzej opisano metodę tomografii ultradźwiękowej. Na tej podstawie przeprowadzono eksperyment polegający na pomiarze trzech próbek o różnej geometrii i różnych reflektorach. Celem przeprowadzanego badania było ustalenie lokalizacji oraz identyfikacja wtrąceń, reflektorów, pustek powietrza i nieciągłości zlokalizowanych w próbkach.

11

Komputerowa analiza wyników otrzymanych z tomografu ultradźwiękowego

Banach Małgorzata, Krawczyk Ewa, Schabowicz Krzysztof, Sterniuk Adam

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2019

|

nr 3

4--8

EN

This paper presents employment of modern computer methods used to analyze the results obtained during the exploration of concrete elements with an ultrasound tomograph. The results are presented in the form of graphical maps and depiction of the signal course function. The results are burdened with various, errors – noises, distortion of the image. Verification of results requires extensive knowledge, experience in the field of construction diagnostics, and also an ability to combine both: construction and computer methods. Therefore mathematical methods and computer programs become helpful. The perfect transformation for reconstruction and analysis of results seems to be wavelet analysis, which eliminates the weakness of the Fourier transform, which does not included the complete set of information while analysis is carried out.

PL

W artykule przedstawiono wykorzystanie współczesnych metod komputerowych stosowanych do analizy wyników otrzymanych podczas badania elementów betonowych tomografem ultradźwiękowym. Rezultaty prezentowane są w postać map graficznych oraz zobrazowań funkcji przebiegu sygnałów. Otrzymane rezultaty są obarczone różnymi błędami – szumy, dystorsje obrazu. Weryfikacja wyników wymaga dużej wiedzy, doświadczenia w zakresie diagnostyki konstrukcji, a także umiejętności łączenia wiedzy z dziedziny budownictwa i metod obliczeniowych. Pomocne stają się wtedy metody matematyczne oraz programy komputerowe, umożliwiające ich zaimplementowanie. Idealnym przekształceniem służącym do rekonstrukcji i analizy rezultatów wydaje się być analiza falkowa. Niweluje ona słabość transformaty Fouriera, która nie zachowuje podczas analizy kompletu informacji.

12

The Effect of Dynamic Beam Deflection and Focus Shift on the Acoustic Field Distribution Inside the Ultrasonic Ring Array

Staszewski Wiktor, Gudra Tadeusz, Opieliński Krzysztof J.

Archives of Acoustics

|

2019

|

Vol. 44, No. 4

625--636

EN

This paper presents the results of acoustic field distribution simulations for the 1024-element ultrasonic ring array intended for the diagnosis of female breast tissue with the use of ultrasound tomography. For the purpose of analysing data, all acoustic fields created by each elementary transducer were combined. The natural position of the focus inside the ultrasonic ring array was changed by altering activation time of individual transducers in sectors consisting of 32, 64, and 128 ultrasonic transducers. Manipulating the position of the focus inside the array will allow to concentrate the ultrasonic beam in a chosen location in the interior space of the ring array. The goal of this research is to receive the best possible quality of images of cross-sections of the female breast. The study also analysed the influence of the acoustic field distribution on the inclination of the beam. The results will enable to choose an optimal focus and an optimal number of activated transducers.

13

Analysis of Using Multi-Angle Conventional Ultrasound Scanning for Efficient 3-D Object Imaging

Sabiniok Maciej, Opieliński Krzysztof J., Lis Sylwia

Archives of Acoustics

|

2019

|

Vol. 44, No. 4

645--657

EN

The purpose of this work is to examine the possibility of using multi-angle conventional ultrasound B-mode scanning in efficient 3-D imaging. In the paper, the volume of an object is reconstructed from vertical projections registered at fixed angular positions of the multi-element linear ultrasonic probe rotated in relation to the object submerged in water. The possible configurations are: vertical lateral, vertical top or vertical bottom. In the vertical lateral configuration, the ultrasonic probe acquires 2-D images of object’s vertical cross-sections, turning around its lateral surface. In the vertical top or bottom configuration, the ultrasonic probe acquires 2-D images of the object’s vertical cross-sections, turning on the horizontal plane over the top or under the bottom surface of the object. The method of recording 3-D volume of an object’s structure and reconstruction algorithm have been designed. Studies show the method in the vertical top or bottom configuration could be successfully applied to the effective 3-D visualisation of the structure of the female breast in vivo as the new complement ultrasonic imaging modality in the prototype of the developed ultrasound tomography scanner.

14

Efektywny algorytm obrazowania w tomografii ultradźwiękowej i radiowej dla zagadnień dwuwymiarowych

Rymarczyk T., Sikora J., Polakowski K., Adamkiewicz P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 6

62--69

PL

W artykule przedstawiono nową efektywną metodę obrazowania, która może być zastosowana w tomografii ultradźwiękowej i radiowej. Proponowana metoda poprzez zmianę kształtu piksela prowadzi do znacznego uproszczenia algorytmu, kosztem niewielkich przybliżeń. Jak udowodniono w pracy, przybliżenia te nie mają istotnego znaczenia co do czytelności obrazu, kilkunastokrotnie przyspieszając jego uzyskanie.

XX

This article presents a new effective imaging method that can be applied in ultrasonic and radio tomography. The proposed method by changing the shape of the pixels leads to a substantial simplification of the algorithm at the cost of small approximations. As proved in the work, these approximations do not have a significant impact on the readability of the image which is several times faster.

15

The chances of precision enhance for ultrasonic imaging

Rymarczyk T., Sikora J., Adamkiewicz P., Bożek P., Gołąbek M.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2018

|

T. 8, nr 3

19--24

EN

The results of ultrasonic imaging with the aid of an algorithm with the virtual rays is presented in this paper. The signal associated with the virtual rays is calculated as an arithmetical mean value of the signals of the rays surrounding the virtual one. Developed algorithm was tested on synthetic free noise data then polluted synthetic data in order to move for the real measurements. Conclusions about the imaging with new algorithm are not obvious. In same cases the significant improvement was achieved but in some not.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty działania algorytmu obrazowania ultradźwiękowego z dodatkowymi wirtualnymi promieniami. Sygnał odpowiadający wirtualnym promieniom jest wyliczany jako średnia arytmetyczna rzeczywistych sygnałów pomiarowych odpowiadających promieniom otaczającym dany promień wirtualny. Zaproponowany algorytm najpierw przetestowano na danych syntetycznych niezaszumionych, następnie na danych zaszumionych aby następnie przejść do danych pomiarowych. Wnioski na temat tego czy promienie wirtualne mają szanse podnieść jakość obrazowania nie są jednoznaczne. W niektórych przypadkach jakość jest znacznie lepsza a w innych nie.

16

Metody diagnostyczne przydatne podczas wykonywania przeglądów obiektów budowlanych

Hoła J., Schabowicz K.

Materiały Budowlane

|

2013

|

nr 2

53-57

EN

The paper deals with diagnostic methods helpful in conducting surveys of building structures aimed at evaluating their usability. Attention is drawn to the fact that diagnostic methods need to be used as part of such surveys since they increase the reliability and quality of the evaluation made. A concise survey, classification and description of selected diagnostic methods are presented. The focus is on the state-of-the-art nondestructive methods highly suitable for the purpose. Examples of their practical application are provided. It is emphasized that the current development of test methods is oriented towards the evaluation of other than strength characteristics of members and structures. It is pointed out that this development clearly tends towards the design of equipment enabling one to obtain precise images of the “inside” of the investigated member. Owing to this the workmanship of the particularmembers of a building structure and of the whole structure can be more fully evaluated, which is great consequence for their durability.

17

Multimodal Ultrasonic Imaging for Breast Cancer Detection

Camacho J., Medina L., Cruza J. F., Moreno J. M., Fritsch C.

Archives of Acoustics

|

2012

|

Vol. 37, No. 3

253-260

EN

Ultrasound is used for breast cancer detection as a technique complementary to mammography, the standard screening method. Current practice is based on reflectivity images obtained with conventional instruments by an operator who positions the ultrasonic transducer by hand over the patient’s body. It is a non-ionizing radiation, pain-free and not expensive technique that provides a higher contrast than mammography to discriminate among fluid-filled cysts and solid masses, especially for dense breast tissue. However, results are quite dependent on the operator’s skills, images are difficult to reproduce, and state-of-the-art instruments have a limited resolution and contrast to show micro-calcifications and to discriminate between lesions and the surrounding tissue. In spite of their advantages, these factors have precluded the use of ultrasound for screening. This work approaches the ultrasound-based early detection of breast cancer with a different concept. A ring array with many elements to cover 360. around a hanging breast allows obtaining repeatable and operator-independent coronal slice images. Such an arrangement is well suited for multi-modal imaging that includes reflectivity, compounded, tomography, and phase coherence images for increased specificity in breast cancer detection. Preliminary work carried out with a mechanical emulation of the ring array and a standard breast phantom shows a high resolution and contrast, with an artifact-free capability provided by phase coherence processing.