ارزیابی عملکرد سامانه توموگرافی امپدانس الکتریکی تحت استراتژی سنجش ابتکاری برای پایش سیال دوفازی جامدمایع

توموگرافی امپدانس الکتریکی (eit)، تکنیک تصویرسازی غیرنفوذی است که توسط تزریق جریان الکتریکی به مجموعه ای از الکترودها و قرائت ولتاژ از الکترودها، خواص سیال چندفازی مانند توزیع ذرات و غلظت حجمی را اندازه گیری می کند. استراتژی تزریق و قرائت سیگنال از الکترودها در کیفیت بازسازی تصویر و دقت اندازه گیری تاثیرگذار است. در محیط های بزرگ و با رسانایی بالا استراتژی های مرسوم چون مجاورتی قادر به قرائت سیگنال با کیفیت نیستند. بنابراین هدف از این پژوهش ساخت و ارزیابی سامانه eit تحت استراتژی ابتکاری برای تعیین آنلاین توزیع ذرات و غلظت مواد دو فازی جامد مایع در محیط های نسبتا بزرگ است. بدین منظور، 16 الکترود بر روی مخزن حاوی مواد نصب شدند. فاز مایع آب با رسانایی معلوم و فاز جامد بطری در اندازه های مختلف بود و در سه موقعیت مختلف عملکرد سامانه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استراتژی ابتکاری، قابلیت تشخیص و تمایز شیء هدف را در ابعاد مختلف و موقعیت های مختلف دارد. نرخ سیگنال به نویز 1.05 دسی بل و دامنه دینامیک پتانسیل های مرزی 1600 میلی ولت بود. حساسیت به کناره ها و نزدیک الکترودها بیشتر از حساسیت به میانه بود. ارزیابی پارامترهای کیفیت تصویر، نشان داد که در شیء هدف با اندازه متوسط و بزرگ، در موقعیت های نزدیک به الکترودها، خطا در اندازه کاهش می یابد و در هر سه اندازه شیء هدف، ایجاد حلقه به میزانی نبود که منجر به عدم کیفیت در تصویر بازسازی شده شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که استراتژی ابتکاری ارائه شده، عملکرد مطلوبی برای تعیین توزیع مواد در محیط های بزرگ را دارد.

evaluation of electrical impedance tomography system in an innovative sensing strategy for twophase solidliquid fluid monitoring

abstract: electrical impedance tomography (eit) is a noninvasive imaging technique that measures properties of multiphase fluids such as particles distribution and volume concentration by injecting a current into a set of electrodes and reading voltages from the electrodes. a strategy of injection and signal measurement has an important role in the image reconstruction quality and measurement accuracy. in large phantoms with highconductivity, conventional strategies such as adjacent are not able to measure the signal with suitable quality. therefore, the purpose of this study is to construct and evaluate the eit system under an innovative strategy for online determination of particles distribution and concentration of solidliquid fluid in large phantoms. the sensors of this instrument consist of 16 circular electrodes. the liquid phase was water with known conductivity and solid phase was the bottle in different sizes and in three different situations. the results showed that the innovative strategy has the ability to recognize and differentiate the target in different dimensions and different positions. the signaltonoise rate was 1.05 db and the dynamic range of boundary potentials was 1600 mv. the sensitivity to the sides and near the electrodes was more than the sensitivity to the middle. in positions close to the electrodes, size error decreases in medium and large target. in the three sizes of the target, ringing has no negative effect on the reconstructed image quality. therefore, it can be concluded that the innovative strategy has a desirable performance for determining the distribution of materials in the large phantom.