TRÓJWYMIAROWA WIZUALIZACJA STRUKTUR PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH PRZY UŻYCIU ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ – ALGORYTMY I OPROGRAMOWANIE
Robert Banasiak
robert.banasiak@p.lodz.plLodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science (Polska)
Radosław Wajman
Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science (Polska)
Tomasz Jaworski
Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science (Polska)
Paweł Fiderek
Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science (Polska)
Dominik Sankowski
Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science (Polska)
Abstrakt
W artykule autorzy przedstawiają środowisko komputerowe do kompleksowego przetwarzania i wizualizacji tomograficznych danych pomiarowych. Oprogramowanie TomoKIS Studio powstało w Instytucie Informatyki Stosowanej PŁ w ramach projektu DENIDIA i zostało rozwinięte w ramach projektu MNiSW nr 4664/B/T02/2010/38. Zbudowane oprogramowanie jest unikalne w skali światowej, gdyż integruje w sobie proces pozyskiwania danych pomiarowych, modelowanie numeryczne oraz proces konstruowania obrazów tomograficznych, z możliwością adaptacji dla różnych aplikacji przemysłowych, w szczególności dla potrzeb monitorowania i diagnostyki przepływów dwufazowych gaz-ciecz. Architektura aplikacji oparta jest na zestawie niezależnych modułów, które pozwalają na w pełni dwukierunkową komunikacją, konfigurację oraz kalibrację dowolnego urządzenia tomografii elektrycznej z otwartym protokołem pomiarowym, akwizycję i przetwarzanie danych pomiarowych on-line, liniową oraz nieliniową rekonstrukcję obrazów 2D i 3D w czasie rzeczywistym, a także wizualizację surowych danych pomiarowych i tomogramów. Istotnym elementem systemu jest moduł numerycznego modelowania czujników pojemnościowych wykorzystujący metodę elementów skończonych, oparty na autorskich algorytmach generowania siatek MES komputerowych modeli czujników pojemnościowych. Architektura prezentowanego systemu została zaprojektowana przy użyciu obliczeń równoległych na procesorach graficznych, z wykorzystaniem technologii Nvidia CUDA.
Słowa kluczowe:
elektryczna tomografia pojemnościowa, pomiary przepływów, algorytmy rekonstrukcjiBibliografia
Banasiak R., Wajman R., Sankowski D., Soleimani M.: Three-dimensional nonlinear inversion of electrical capacitance tomography data using a complete sensor model. Progress In Electromagnetics Research (PIER), 100/2010, 219–234.
Google Scholar
Banasiak R., Wajman R., Soleimani M.: An efficient nodal Jacobian method for 3D electrical capacitance tomography image reconstruction. 51/2009, 36–39.
Google Scholar
Brzeski P., Mirkowski J., Olszewski T., Pląsowski A., Smolik W., Szabatin R.: Multichannel capacitance tomograph for dynamic process imaging. Opto-Electronics Review, 11/2003, 175–180.
Google Scholar
Collignon T., Van Gijzen M.: Two implementations of the preconditioned conjugate gradient method on heterogeneous computing grids. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 20/2010, 109–121.
Google Scholar
Janiszowski K.B.: Inversion of square matrices in processors with limited calculation abilities. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science2, 13/2003, 199–204.
Google Scholar
Jaworski T., Wajman R.: Graphical User Interface for building the spatial definition of the electrodes in 3D Electrical Capacitance Tomography. Zeszyty naukowe Automatyka, AGH, 3/2009.
Google Scholar
Kapusta P., Majchrowicz M., Sankowski D., Banasiak R.: Application of GPU Parallel Computing for Acceleration of Finite Element Method Based 3D Reconstruction Algorithms in Electrical Capacitance Tomography. Image Processing & Communications, 17/2012, 339–346.
Google Scholar
Liu Z., Babout L., Banasiak R., Sankowski D.: Effectiveness of rotatable sensor to improve image accuracy of ECT system. Flow Measurement and Instrumentation, 21/2010, 219–227.
Google Scholar
Soleimani M.: Three-dimensional electrical capacitance tomography imaging. Insight - Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 48/2006, 613–617.
Google Scholar
Wajman R., Banasiak R., Mazurkiewicz L., Dyakowski T., Sankowski D.: Spatial imaging with 3D capacitance measurements. Measurement Science and Technology, 17/2006, 2113.
Google Scholar
Wang F., Marashdeh Q., Fan L.S., Warsito W.: Electrical capacitance volume tomography: Design and applications. Sensors, 10/2010, 1890–1917.
Google Scholar
Autorzy
Robert Banasiakrobert.banasiak@p.lodz.pl
Lodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science Polska
Autorzy
Radosław WajmanLodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science Polska
Autorzy
Tomasz JaworskiLodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science Polska
Autorzy
Paweł FiderekLodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science Polska
Autorzy
Dominik SankowskiLodz University of Technology, Institute of Applied Computer Science Polska
Statystyki
Abstract views: 301PDF downloads: 95
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Wiktor Kania, Radosław Wajman, CKRIPT: NOWY JĘZYK SKRYPTOWY APLIKACJI INTERNETOWYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 12 Nr 2 (2022)
- Jacek Nowakowski, Piotr Ostalczyk, Dominik Sankowski, ZASTOSOWANIE RACHUNKU RÓŻNICZKOWEGO NIECAŁKOWITEGO RZĘDU DO MODELOWANIA PRZEPŁYWÓW DWUFAZOWYCH GAZ/CIECZ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Grzegorz Rybak, Zbigniew Chaniecki, Krzysztof Grudzień, Andrzej Romanowski, Dominik Sankowski, NIEINWAZYJNE METODY KONTROLNO-POMIAROWE W ZASTOSOWANIACH PRZEMYSŁOWYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 4 Nr 3 (2014)
- Paweł Fiderek, Tomasz Jaworski, Robert Banasiak, Jacek Nowakowski, Jacek Kucharski, Radosław Wajman, INTELIGENTNY SYSTEM DIAGNOSTYKI I STEROWANIA PRZEPŁYWAMI DWUFAZOWYMI NA PODSTAWIE POMIARÓW 3D ECT , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Michał Majchrowicz, Paweł Kapusta, Lidia Jackowska-Strumiłło, Dominik Sankowski, PRZYSPIESZANIE PROCESU REKONSTRUKCJI OBRAZU W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ 3D Z WYKORZYSTANIEM HETEROGENICZNEGO SYSTEMU MULTI-GPU , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Rafał Jachowicz, Dominik Sankowski, OPTYMALIZACJA ALGORYTMÓW OKREŚLANIA PRZYNALEŻNOŚCI PUNKTÓW GEOGRAFICZNYCH DO OGRANICZONYCH OBSZARÓW NA UŻYTEK PROJEKTU OPENSTREETMAP , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 3 Nr 4 (2013)
- Mateusz Miłak, Agnieszka Leszczyńska, Krzysztof Grudzień, Andrzej Romanowski, Dominik Sankowski, WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWY KORKOWEGO W TRANSPORCIE PNEUMATYCZNYM MATERIAŁU SYPKIEGO W OPARCIU O TECHNIKI PRZETWARZANIA OBRAZÓW , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 1 (2019)
- Krzysztof Grudzień, Dominik Sankowski, METODY MONITOROWANIA PRZEPŁYWU GRAWITACYJNEGO W SILOSACH Z ZASTOSOWANIEM PRZETWARZANIA OBRAZÓW TOMOGRAFICZNYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Volodymyr Mosorov, Krzysztof Grudzień, Dominik Sankowski, METODY POMIARU PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU Z ZASTOSOWANIEM TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Radosław Wajman, Henryk Fidos, Paweł Fiderek, Tomasz Jaworski, Jacek Nowakowski, Dominik Sankowski, Robert Banasiak, OCENA METROLOGICZNA SYSTEMU POMIAROWEGO DLA POTRZEB WYZNACZANIA UDZIAŁU FAZ W PRZEPŁYWIE MIESZANIN GAZ-CIECZ METODĄ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ 3D , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 3 Nr 3 (2013)
