PARAMETRIC METHODS FOR ECT INVERSE PROBLEM SOLUTION IN SOLID FLOW MONITORING

Andrzej  Romanowski; Krzysztof  Grudzień; Hela  Garbaa; Lidia Jackowska-Strumiłło

doi:10.5604/01.3001.0010.4582

pdf (angielski)

Opublikowane: 2017-03-03

DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4582

Numer Tom 7 Nr 1 (2017)

ANALIZA PROCESÓW DEGRADACJI I PRZEPŁYWU GRANULATU Z WYKORZYSTANIEM OBRAZOWANIA METODĄ PROMIENI X
Laurent Babout , Krzysztof Grudzień, Marcin Janaszewski, Łukasz Jopek

5-10
TRÓJWYMIAROWA WIZUALIZACJA STRUKTUR PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH PRZY UŻYCIU ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ – ALGORYTMY I OPROGRAMOWANIE
Robert Banasiak, Radosław Wajman, Tomasz Jaworski, Paweł Fiderek, Dominik Sankowski

11-16
INTELIGENTNY SYSTEM DIAGNOSTYKI I STEROWANIA PRZEPŁYWAMI DWUFAZOWYMI NA PODSTAWIE POMIARÓW 3D ECT
Paweł Fiderek, Tomasz Jaworski, Robert Banasiak, Jacek Nowakowski, Jacek Kucharski, Radosław Wajman

17-23
METODY MONITOROWANIA PRZEPŁYWU GRAWITACYJNEGO W SILOSACH Z ZASTOSOWANIEM PRZETWARZANIA OBRAZÓW TOMOGRAFICZNYCH
Krzysztof Grudzień, Dominik Sankowski

24-29
METODY POMIARU PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU Z ZASTOSOWANIEM TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ
Volodymyr Mosorov, Krzysztof Grudzień, Dominik Sankowski

30-36
PRZYSPIESZANIE PROCESU REKONSTRUKCJI OBRAZU W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ 3D Z WYKORZYSTANIEM HETEROGENICZNEGO SYSTEMU MULTI-GPU
Michał Majchrowicz, Paweł Kapusta, Lidia Jackowska-Strumiłło, Dominik Sankowski

37-41
ZASTOSOWANIE RACHUNKU RÓŻNICZKOWEGO NIECAŁKOWITEGO RZĘDU DO MODELOWANIA PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH GAZ/CIECZ
Jacek Nowakowski, Piotr Ostalczyk, Dominik Sankowski

42-45
POMIARY PRZEPŁYWÓW WIELOFAZOWYCH Z WYKORZYSTANIEM TOMOGRAFU MULTIMODALNEGO DECART
Jacek Nowakowski, Robert Banasiak, Radosław Wajman, Dominik Sankowski

46-49
METODY PARAMETRYCZNE W ROZWIĄZYWANIU PROBLEMU ODWROTNEGO DLA MONITOROWANIA PRZEPŁYWÓW MATERIAŁÓW SYPKICH
Andrzej Romanowski, Krzysztof Grudzień, Hela Garbaa, Lidia Jackowska-Strumiłło

50-54
ALGORYTMY TOPOLOGICZNE DO ROZWIĄZYWANIA ZAGADNIENIA ODWROTNEGO W TOMOGRAFII ELEKTRYCZNEJ
Tomasz Rymarczyk

55-58
TOMOGRAFIA IMPEDANCYJNA DO WYZNACZANIA WILGOTNOŚCI W MODELU WAŁU
Tomasz Rymarczyk, Przemysław Adamkiewicz

59-62
ZBIORY POZIOMICOWE I ALGORYTMY INTELIGENCJI OBLICZENIOWEJ DO ANALIZY OBRAZÓW MEDYCZNYCH W SYSTEMIE E-MEDICUS
Tomasz Rymarczyk

63-67
IMPLEMENTACJA ALGORYTMÓW NUMERYCZNYCH DO WYZNACZANIA ZAWILGOCONYCH OBSZARÓW W BUDYNKACH HISTORYCZNYCH
Tomasz Rymarczyk, Przemysław Adamkiewicz

68-71
TECHNIKI HYBRYDOWE DO ROZWIĄZYWANIA ZAGADNIEŃ OPTYMALIZACYJNYCH W ETI
Tomasz Rymarczyk, Paweł Tchórzewski

72-75
ZASTOSOWANIE ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII IMPEDANCYJNEJ W UKŁADACH POMIARU LINIOWEGO
Tomasz Rymarczyk

76-79
POŁĄCZENIE METODY ELEMENTÓW BRZEGOWYCH I ZBIORÓW POZIOMICOWYCH W ROZWIĄZYWANIU ZAGADNIENIA ODWROTNEGO
Tomasz Rymarczyk, Paweł Tchórzewski, Jan Sikora

80-83
WYKRYWANIE SZCZELIN POWIETRZNYCH W CHODNIKU KOPALNI MIEDZI ZA POMOCĄ ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII IMPEDANCYJNEJ
Tomasz Rymarczyk, Paweł Tchórzewski, Jan Sikora

84-87
SYSTEM AKWIZYCJI DANYCH W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII IMPEDANCYJNEJ
Tomasz Rymarczyk, Karol Duda, Paweł Rymarczyk, Daniel Olchowy, Jan Sikora

88-91
KONCEPCJA SYSTEMU DETEKCJI DO LOKALIZACJI WEWNĄTRZ OBSZARÓW ZAMKNIĘTYCH Z WYKORZYSTANIEM TOMOGRAFII RADIOWEJ
Tomasz Rymarczyk, Przemysław Adamkiewicz, Jakub Szumowski, Konrad Niderla, Łukasz Gołąbek, Jan Sikora

92-95
KONCEPCJA PARAMETRYCZNO-SEMANTYCZNEJ OTWARTEJ PLATFORMY INTELIGENTNYCH URZĄDZEŃ SENSOROWYCH
Tomasz Rymarczyk, Grzegorz Kłosowski, Przemysław Adamkiewicz, Karol Duda, Jakub Szumowski, Paweł Tchórzewski

96-100
IDEA SYSTEMU TOMOGRAFII ELEKTRYCZNEJ DO MONITOROWANIU WENTYLACJI PŁUC
Tomasz Rymarczyk, Przemysław Adamkiewicz, Paweł Tchórzewski

101-104
METODY POMIARU MAŁYCH POJEMNOŚCI W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ
Waldemar Smolik, Jacek Kryszyn, Tomasz Olszewski, Roman Szabatin

105-110
ROZWÓJ KONSTRUKCJI ELEKTRYCZNEGO TOMOGRAFU POJEMNOŚCIOWEGO W ZAKŁADZIE ELEKTRONIKI JĄDROWEJ I MEDYCZNEJ
Jacek Kryszyn, Waldemar Smolik, Tomasz Olszewski, Roman Szabatin

111-114
PRZEDZIAŁAMI LINIOWE ITERACYJNE ALGORYTMY REKONSTRUKCJI OBRAZÓW W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ
Waldemar Smolik, Jacek Kryszyn

115-120
DETEKTOR IGŁOWY PROMIENIOWANIA X I GAMMA
Grzegorz Domański, Roman Szabatin, Piotr Brzeski, Bogumił Konarzewski

121-124
ROZWÓJ TOMOGRAFII NANOCZĄSTECZEK MAGNETYCZNYCH W ZAKŁADZIE ELEKTRONIKI JĄDROWEJ I MEDYCZNEJ
Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik

125-129
TEORIA WZMOCNIENIA JEDNOFOLIOWEGO DETEKTORA Z GAZOWYM POWIELANIEM ELEKTRONÓW
Grzegorz Domański, Roman Szabatin, Jerzy Kalenik, Adam Jaworski, Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik, Robert Kurjata, Bogusław Konarzewski, Michał Dziewiecki, Janusz Marzec, Krzysztof Zaremba, Marcin Ziembicki, Andrzej Rychter, Jacek Kryszyn, Piotr Brzeski, Jan Szmidt

130-132
TECHNIKI WZMOCNIENIA STOSUNKU SYGNAŁ-SZUM W NISKOPOLOWYM SKANERZE MR W ZAKŁADZIE ELEKTRONIKI JĄDROWEJ I MEDYCZNEJ
Michał Wieteska, Wojciech Obrębski, Ewa Piątkowska-Janko, Błażej Sawionek, Piotr Bogorodzki

133-136
PAKIET DO TRÓJWYMIAROWEGO MODELOWANIA I REKONSTRUKCJI OBRAZÓW W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ
Jacek Kryszyn, Waldemar Smolik

137-145
DWUWYMIAROWE MODELOWANIE SONDY DO ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ W PAKIECIE ECTSIM
Jacek Kryszyn, Waldemar Smolik

146-149
KONSTRUKCJA CEWKI Z WYKORZYSTANIEM LICA DO SPEKTROMETRII CZĄSTEK MAGNETYCZNYCH
Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik

150-153
MODYFIKACJE METODY ELEMENTÓW BRZEGOWYCH ZASTOSOWANE W WYBRANYCH ASPEKTACH TOMOGRAFII IMPEDANCYJNEJ I OPTYCZNEJ
Maciej Pańczyk, Jan Sikora

154-160
PRZEGLĄD METOD POMIAROWYCH OPARTYCH NA TOMOGRAFII OPTYCZNEJ W ZASTOSOWANIU DO WYZNACZANIA PARAMETRÓW PRZEPŁYWÓW GAZ-CIECZ
Mariusz Rząsa, Ewelina Podgórni

161-164

Archiwum

2019

Tom 9 Nr 4
2019-12-16 20
Tom 9 Nr 3
2019-09-26 20
Tom 9 Nr 2
2019-06-21 16
Tom 9 Nr 1
2019-03-03 13

2018

Tom 8 Nr 4
2018-12-16 16
Tom 8 Nr 3
2018-09-25 16
Tom 8 Nr 2
2018-05-30 18
Tom 8 Nr 1
2018-02-28 18

2017

Tom 7 Nr 4
2017-12-21 23
Tom 7 Nr 3
2017-09-30 24
Tom 7 Nr 2
2017-06-30 27
Tom 7 Nr 1
2017-03-03 33

2016

Tom 6 Nr 4
2016-12-22 16
Tom 6 Nr 3
2016-08-08 18
Tom 6 Nr 2
2016-05-10 16
Tom 6 Nr 1
2016-02-04 16

2015

Tom 5 Nr 4
2015-10-28 19
Tom 5 Nr 3
2015-09-02 17
Tom 5 Nr 2
2015-06-30 15
Tom 5 Nr 1
2015-03-31 18

Authors

Andrzej Romanowski

androm@kis.p.lodz.pl

Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

Krzysztof Grudzień

kgrudzi@kis.p.lodz.pl

Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

Hela Garbaa

hgarbaa@kis.p.lodz.pl

Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

Lidia Jackowska-Strumiłło

lidia_js@kis.p.lodz.pl

Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science

Abstrakt

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 sztucznych 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.

Słowa kluczowe:

elektryczna tomografia pojemnościowa, przetwarzanie obrazów tomograficznych, przepływ grawitacyjny, materiał sypki

Bibliografia

Banasiak R., Wajman R., Jaworski T., Fiderek P., Fidos H., Nowakowski J., Sankowski D.: Study on two-phase flow regime visualization and identification using 3D electrical capacitance tomography and fuzzy-logic classification. International Journal of Multiphase Flow, 58/2014, 1–14.

Buick J.M., Chavez-Sagarnaga J., Zhing Z., Ooi J.Y., Pankaj D.M., Cambell D.M., Greated C.A.: Investigation of silo-honking: slip-stick excitation and wall vibration. Journal of Engineering Mechanics ASCE, 131(3)/2005, 299–307.

Chaniecki Z., Dyakowski T., Niedostatkiewicz M., Sankowski D.: Application of electrical capacitance tomography for bulk solids flow analysis in silos. Particle and Particle Systems Characterization, 23(3-4)/2006, 306–312.

Dhoriyani M.L., Jonnalagadda K.K., Kandikatla R.K., Rao K.K.: Silo music: sound emission during the flow of granular materials through tubes. Powder Technology, 167/2006, 55–71.

Dyakowski T., Edwards R.B., Xie C.G., Williams RA.: Application of capacitance tomography to gas-solid flows. Chemical Engineering Science, 52/1997, 2099–2110.

Garbaa H., Jaksowska-Strumiłło L., Grudzień K., Romanowski A.: Neural network approach to ECT Inverse problem solving for estimation of gravitational solids flow, Proceedings of the Federated Conference, Computer Science and Information Systems, 2014, 19–26.

Grudzień K., Romanowski A., and Williams RA.: Application of a Bayesian Approach to the Tomographic Analysis of Hopper Flow. Particle & Particle Systems Characterization, 22/2006, 246–253.

Grudzień K., Chaniecki Z., Romanowski A., Niedostatkiewicz M., Sankowski D.: Image Analysis Methods for Shear Zone Measurements during Silo Discharging Process. Chinese Journal of Chemical Engineering, 22/2012, 337–345.

Grudzień K., Romanowski A., Aykroyd RG., Williams RA.: Advanced statistical computing for capacitance tomography as a monitoring and control tool. Intelligent Systems Design and Applications, 2005, 49–54.

Grudzień K., Romanowski A., Aykroyd R.G., Williams R.A., Mosorov V.: Parametric Modelling Algorithms in Electrical Capacitance Tomography for Multiphase Flow Monitoring, Perspective Technologies and Methods in MEMS Design. Proceedings of the 2nd International Conference on, 2006, 100–106.

Haykin S.: Neural Networks: a comprehensive foundation – 2nd ed. Prentice Hall, 1999.

Isaksen Ø., Nordtvedt J.E.: A new reconstruction algorithm for use with capacitance-based tomography. Modeling, Identification and Control, 15/1994, 9–21.

Lionheart W.R.B.: Review: Developments in EIT reconstruction algorithms: pitfalls, challenges and recent development. Physiol. Meas., 25/2004, 125–142.

McCormick Sf., Wade J.G.: Multigrid solution of a linearized, regularized least-squares problem in electrical impedance tomography. Inverse Problems, 9/1993, 697.

Mosorov V.: Flow Pattern Tracing for Mass Flow Rate Measurement in Pneumatic Conveying Using Twin Plane Electrical Capacitance Tomography. Particle & Particle Systems Characterization, 25(3)/2008, 259–265.

Muite B.K., Quinn F.S., Sundaresan S., Rao K.K.: Silo music and silo quake: granular flow-induced vibration. Powder Technology, 145/2004, 190–202.

Niedostatkiewicz M., Tejchman J.: Experimental and theoretical studies on resonance dynamic effects during silo flow. Powder Handling and Processing, 15(1)/2003, 36–42.

Pląskowski A., Beck M.S., Thorn R., Dyakowski T.: Imaging industrial flows, applications of electrical process tomography. Institute of Physics Publishing, Bristol, 1995, 214.

Romanowski A., Grudzień K., Williams R.A.: Analysis and Interpretation of Hopper Flow Behaviour Using Electrical Capacitance Tomography. Particle & Particle Systems Characterization, 23/2006, 297–305.

Romanowski A., Grudzień K., Chaniecki Z., Woźniak P.: Contextual processing of ECT measurement information towards detection of process emergency states. Thirteenth International Conference on Hybdrid Intelligent Systems (HIS 2013), 2013, 292–298.

Rymarczyk T., Filipowicz S.F., Sikora J.: Comparing methods of image reconstruction in electrical impedance tomography. Computer Applications In Electrical Engineering, 9/2011, 23–33.

Sankowski D., Sikora J.: Electrical Capacitance Tomography: Theoretical Basis and Applications, edited by Dominik Sankowski and Jan Sikora, Wydawnictwa Książkowe Instytutu Elektrotechniki, 2010.

Schulze D.: Powders and Bulk Solids, Springer, 2008, 516.

Scott D.M., McCann H.: Process Imaging for automatic control, Taylor and Francis Group, 2005.

Seville J.P.K., Tuzun U., Clift R.: Processing of Particulate Solids, Blackie Academic, London, 1997.

Stasiak M., Sikora J., Filipowicz S.F., Nita K.: Principal component analysis and artificial neural network approach to electrical impedance tomography problems approximated by multi-region boundary element method. Engineering Analyses with Boundary Elements, 31/2007, 713–720.

Vauhkonen M., Vadasz D., Karjalainen P.A., Somersalo E., Kaipio J.P.: Tikhonov regularization and prior information in electrical impedance tomography. Medical Imaging, IEEE Transactions on, 17/1998, 285–293.

West R.M, Jia X, Williams R.A.: Parametric modeling in industrial process tomography. Chemical Engineering Journal, 77/2000, 31–36.

West R.M., Meng S., Aykroyd R.G., Williams R.A.: Spatial-temporal modeling for electrical impedance imaging of a mixing process. Rev. Sci. Instrum. 76/2005, 073703.

Winkler G.: Image Analysis, Random Fields and Markov Chain Monte Carlo: A Mathematical Introduction (2nd Ed.). Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag., 2003.

Yang W.Q., Liu S.: Role of tomography in gas/solids flow measurement. Flow Meas. and Instrum., 11/2000, 237–244.

Yang W.Q., Peng L.: Image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography. Meas. Sci. Technol. 14/2003, R1–R13.

METODY PARAMETRYCZNE W ROZWIĄZYWANIU PROBLEMU ODWROTNEGO DLA MONITOROWANIA PRZEPŁYWÓW MATERIAŁÓW SYPKICH. (2017). Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 7(1), 50-54. https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4582

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 7 Nr 1 (2017)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja