Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2020 - zeszyt 2

Construction of the SmartEIT tomograph based on electrical impedance tomography

Budowa tomografu SmartEIT w oparciu o platformę Raspberry Pi

10.15199/48.2020.02.09

nr katalogowy: 124682
10.15199/48.2020.02.09

Streszczenie

The article presents the prototype of the SmartEIT measuring device construction based on the Raspberry Pi platform using electric impedance tomography. The measurement with the device consists in placing electrodes on the tested object, two electrodes are connected to alternating current, and the voltage drop is measured on the other. SmartEIT enables measurements on 16 electrodes. The electrodes can be made of copper without a shield or covered with conductive rubber, depending on the tested object. In each cycle, SmartEIT forces AC flow with a sinusoidal waveform with a constant amplitude and a frequency of 1 kHz between the two farthest electrodes. The current is relatively low, selected during measurements so that the capacity of the power source is not exceeded.

Abstract

W artykule przedstawiono prototyp konstrukcji urządzenia pomiarowego SmartEIT oparty na platformie Raspberry Pi z wykorzystaniem elektrycznej tomografii impedancyjnej. Pomiar za pomocą urządzenia polega na umieszczeniu elektrod na badanym obiekcie, dwie elektrody są podłączone do prądu przemiennego, a spadek napięcia jest mierzony na pozostałych. SmartEIT umożliwia wykonywanie pomiarów na 16 elektrodach. Elektrody mogą być wykonane z miedzi bez osłony lub pokryte gumą przewodzącą, w zależności od badanego obiektu. W każdym cyklu SmartEIT wymusza przepływ prądu przemiennego sinusoidalnym przebiegiem o stałej amplitudzie i częstotliwości 1 kHz między dwiema najdalszymi elektrodami. Natężenie prądu jest stosunkowo niskie, wybrane podczas pomiarów, tak aby wydajność źródła prądu nie została przekroczona.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Bozek P., Rymarczyk T., Oleszek M., Adamkiewicz P., Prototype of miniature electrical impedance tomograph SmartEIT cooperating with raspberry Pi platform 2019 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 96 NR 2/2020 47 Applications of Electromagnetics in Modern Engineering and Medicine, PTZE 2019, 2019, 17-21.
[2] Beck M. S., Byars M., Dyakowski T., Waterfall R., He R., Wang S. J., Yang W. Q., Principles and Industrial Applications of Electrical Capacitance Tomography, Measurement and Control, September, 30 (1997), No. 7.
[3] Chaniecki Z., Romanowski A., Nowakowski J., Niedostatkiewicz M., Application of twin-plane ECT sensor for identification of the internal imperfections inside concrete beams Grudzien, IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2016, 7520512.
[4] Grudzien K., Romanowski A., Chaniecki Z., Niedostatkiewicz M., Sankowski D., Description of the silo flow and bulk solid pulsation detection using ECT, Flow Measurement and Instrumentation, 21 (2010), No. 3, 198-206.
[5] Kryszyn J., Wanta D. M., Smolik W. T., Gain Adjustment for Signal-to-Noise Ratio Improvement in Electrical Capacitance Tomography System EVT4, IEEE Sens. J., 17 (2017), No. 24, 8107-8116.
[6] Kryszyn J., Smolik W., Toolbox for 3d modelling and image reconstruction in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 137-145.
[7] Majchrowicz M., Kapusta P., Jackowska-Strumiłło L., Sankowski D., Acceleration of image reconstruction process in the electrical capacitance tomography 3d in heterogeneous, multi-gpu system, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 37-41.
[8] Nowakowski J., Ostalczyk P., Sankowski D., Application of fractional calculus for modelling of two-phase gas/liquid flow system, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 42-45.
[9] Romanowski A., Big Data-Driven Contextual Processing Methods for Electrical Capacitance Tomography, in IEEE Transactions on Industrial Informatics, 15 (2019), No. 3, 1609- 1618.
[10] Rymarczyk T, Kłosowski G. Innovative methods of neural reconstruction for tomographic images in maintenance of tank industrial reactors. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 21 (2019); No. 2, 261-267
[11] Rymarczyk, T.; Kozłowski, E.; Kłosowski, G.; Niderla, K. Logistic Regression for Machine Learning in Process Tomography, Sensors, 19 (2019), 3400.
[12] Rymarczyk T., Adamkiewicz P., Polakowski K., Sikora J., Effective ultrasound and radio tomography imaging algorithm for two-dimensional problems, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), No 6, 62-69
[13] Soleimani M., Mitchell CN, Banasiak R., Wajman R., Adler A., Four-dimensional electrical capacitance tomography imaging using experimental data, Progress In Electromagnetics Research, 90 (2009), 171-186.
[14] Smolik W., Kryszyn J., Olszewski T., Szabatin R., Methods of small capacitance measurement in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 2017, 105- 110.
[15] Wajman R., Fiderek P., Fidos H., Sankowski D., Banasiak R., Metrological evaluation of a 3D electrical capacitance tomography measurement system for two-phase flow fraction determination, Measurement Science and Technology, 24 (2013), No. 6, 065302.
[16] Dušek J., Hladký D., Mikulka J., Electrical Impedance Tomography Methods and Algorithms Processed with a GPU, In PIERS Proceedings, 2017, 1710-1714.
[17] Goetzke-Pala A., Hoła J., Influence of burnt clay brick salinity on moisture content evaluated by non-destructive electric methods. Archives of Civil and Mechanical Engineering., 16 (2016), No. 1, 101-111.
[18] Kłosowski G., Kozłowski E., Gola A., Integer linear programming in optimization of waste after cutting in the furniture manufacturing, Advances in Intelligent Systems and Computing 2018; 637 (2018), 260-270.
[19] Kozlowski E., Mazurkiewicz D., Kowalska B., et al., Binary Linear Programming as a Decision-Making Aid for Water Intake Operators, 1st International Conference on Intelligent Systems in Production Engineering and Maintenance (ISPEM), Wroclaw, Poland, Sep 28-29.2017, Book Series: Advances in Intelligent Systems and Computing, 637 (2018), 199-208.
[20] Krawczyk A., Korzeniewska E., Łada-Tondyra, E. Magnetophosphenes - History and contemporary implications, Przeglad Elektrotechniczny, 94 (2018), No 1, 61-64.
[21] Korzeniewska E., Walczak M., Rymaszewski J., Elements of Elastic Electronics Created on Textile Substrate, Proceedings of the 24th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems - MIXDES 2017, 2017, 447-45.
[22] Lopato P., Herbko M., A Circular Microstrip Antenna Sensor for Direction Sensitive Strain Evaluation, Sensors, 18 (2018), No. 1, 310.
[23] Psuj G., Multi-Sensor Data Integration Using Deep Learning for Characterization of Defects in Steel Elements, Sensors, 18 (2018), No. 1, 292.
[24] Szczęsny A., Korzeniewska E., Selection of the method for the earthing resistance measurement, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), No. 12, 178-181.
[25] Valis D., Mazurkiewicz D., Application of selected Levy processes for degradation modelling of long range mine belt using real-time data, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 18 (2018), No. 4, 1430-1440.
[26] Ren S., Soleimani M., Xu Y., Dong F., Inclusion boundary reconstruction and sensitivity analysis in electrical impedance tomography, Inverse Problems in Science and Engineering, 26 (2018), No. 7, 1037-1061
[27] Kozłowski E., Mazurkiewicz D., Żabiński T., Prucnal S., Sęp J., Assessment model of cutting tool condition for real-time supervision system, Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability, 21 (2019); No 4, 679-685
[28] Vališ D, Hasilová K., Forbelská M, Vintr Z, Reliability modelling and analysis of water distribution network based on backpropagation recursive processes with real field data, Measurement 149 (2020), 107026
[29] Kowalska A., Banasiak R., Romanowski A., Sankowski D., Article 3D-Printed Multilayer Sensor Structure for Electrical Capacitance Tomography, 19 (2019), Sensors, 3416
[30] Adler A., Lionheart W., Uses and abuses of EIDORS: An extensible software base for EIT, Phys. Meas., 27 (2006), 25- 42.
[31] Borcea L, Electrical impedance tomography, Inverse Problems, 18 (2002), 99-136.
[32] Holder D., Introduction to biomedical electrical impedance tomography Electrical Impedance Tomography Methods, History and Applications, Bristol, Institute of Physics, 2005.
[33] Kłosowski G., Rymarczyk T., Gola A., Increasing the reliability of flood embankments with neural imaging method. Applied Sciences, 8 (2018), No. 9, 1457.
[34] Rymarczyk T., Szumowski K., Adamkiewicz P., Tchórzewski P., Sikora J., Moisture Wall Inspection Using Electrical Tomography Measurements, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), No 94, 97-100
[35] Duda K., Adamkiewicz P., Rymarczyk T., Niderla K., Nondestructive Method to Examine Brick Wall Dampness, International Interdisciplinary PhD Workshop Location: Brno, Czech Republic Date: SEP 12-15, 2016, 68-71
[36] Wang M., Industrial Tomography: Systems and Applications, Elsevier, 2015

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 124682 "Construction of the Smart..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2020-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2020-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma