APPLICATION OF IMPEDANCE TOMOGRAPHY IN MECHANOTRONIC SYSTEMS WITH ULTRASONIC CAVITATOR

А. И. Рыбин, А. В. Мовчанюк, А. Ф. Луговской

Abstract


In article is offered the technique of an estimation of presence and development degree cavitations to a liquid in pipes methods of an impedance tomography. For technique realization are used methods of reconstruction of an image with use of a method of final elements and a method of "zones" of conductivity on electric model of the phantom (tomography slice) in the form of squares of resistance with two diagonals and the "zones" consisting of these squares. Presence of the integrated zones provides radical reduction of usages of systems in systems of the equations of iterative procedure of Newton-Rafsona (at number increase
reconstruction phantoms). Resolution of a method of reconstruction remains same, as well as for classic a method of final elements.
The problem of conditionality of a matrix derivative of transfer resistance on surface conductivity of the phantom is thus eliminated. The choice of the form of "zones" of conductivity defines accuracy of reconstruction at a various arrangement of heterogeneity in the phantom.

Keywords


cavitations, impedance tomography, reconstruction of an image, phantom, method of Newton-Rafsona, method of "zones" of conductivity, Derivatives of transfer resistance, the inverse problem, a finite element, on surface conductivity

References


Lugovskoj A.F, Chuhraev N.V. Ul'trazvukovaja kavitacija v sovremennyh tehnologijah [Ultrasonic cavitation in modern technologi]. Kyiv: VPC «Kiyv. un-t», 2007, 244 p.

Padalka E.S. Ul'trazvuk v neftjanoj promyshlennosti (Ultrasound in oil industry) Kyiv: Gos. izd. tehn. lit., 1962, 67p.

Keller O.K., Kratysh G.S., Lubjanickij T.D. Ultrazvukovaja ochistka [Ultrasonic cleaning] Leningrad: Mashinostroenie (Leningr.otd.), 1977, 184 p.

Hmelev V.N., Popova O.V. Mnogofunkcional'nye ul'trazvukovye apparaty i ih primenenie v uslovijah malyh proizvodstv, sel'skom i domashnem hozjajstve [Multifunctional ultrasonic devices and their application in small industries, agriculture and household] Trudy Alt. gos. Tehn. Un-ta. im. I.I. Polzunova. Barnaul.: AltGTU, 1997, 160p.

Bergman L. Ul'trazvuk i ego primenenie v nauke i tehnike [Ultrasound and its application in science and technology] Moscow: Izd. Inostr. Lit., 1956, 726 p.

Novickij B.G. Primenenie akusticheskih kolebanij v Himiko-tehnologicheskih processah (Processy i apparaty himicheskoj i neftjanoj tehnologii) [The use of acoustic oscillations in the chemical-technological processes (Processes and Apparatuses of Chemical and Petroleum Technology)] Moscow: Himija, 1983, 192 p.

Lugovskoj A.F., Grishko I.A., Movchanjuk A.V. Journal of Mechanical Engineering of NTUU «KPI», 2010, no 59, pp.285-287.

Movchanjuk A.V., Novosad A.A., Fesich V.P., Lugovskoj A.F. Doslіdzhennja mozhlivostі vimіrjuvannja іntensivnostі kavіtacії metodom analіzu spektra akustichnogo signal. Promislova gіdravlіka і pnevmatika, no 2 (28), Vinnitsa, 2010, pp.33-35.

Brown B.H., Barber D.C. Electrical Impedance Tomography. Clinical Physics and Physiological Measurement. 1992, v.13.—Sappl. A, 207p.

Pekker Ja.S., Brazovskij K.S., Usov V.Ju., Plotnikov M.P., Umanskij O.S. Jelektroimpedansnaja tomografija [Electrical impedance tomography]. Tomsk: OOO «Izdatel'stvo nauchno-tehnicheskoj literatury», 2004, 190p.

Rybin A.I. BULLETIN of National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Series RADIOTECHNIQUE RADIOAPPARATUS BUILDING, 1978, no 6, pp.35-47. (Izv. vuzov).

Rybin A.I. Chislenno-simvol'nyj metod analiza jelektricheskih cepej obobwennym metodom modifikacij. Pracі Іnstitutu elektrodinamіki NAN Ukraina: Zb. naukovih prac' 2002, no 1 (1),pp.26-30.

Koval Ju.O., Grinchenko L.V., Miljutchenko І.O., Ribіn O.І. Osnovi teorії kіl: Pіdruchnik dlja VNZ. Ch.2 [Basic theory circles: Textbook for High Schools. Part 2] Za zag. red. V.M. Shokala ta V.І. Pravdi.—Kharkov: HNURE: Kolegіum, 2006, 668p.

Ribіna І.O. BULLETIN of National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Series RADIOTECHNIQUE RADIOAPPARATUS BUILDING, 2010, no 41, pp. 19-24.

Ribіna І. O. BULLETIN of National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Series RADIOTECHNIQUE RADIOAPPARATUS BUILDING, 2011, no 46, pp. 72-84.

Murray T., Y. Kagawa. Electrical Impedance Computed Tomography Based on a Finite Elements Model. IEEE Trans. On Biomed. Eng. 1985.v.32.pp.177-184.

Ribіna І.O., Ribіn O.І., Sharpan O.B. BULLETIN of National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Series RADIOTECHNIQUE RADIOAPPARATUS BUILDING, 2011, no 45, pp. 5-18.

Ribіna І.O. Metod promenіv provіdnostej ta modeljuvannja fantoma v іmpedansnіj tomografії. Vіsnik ZhDTU. 2010, no 2(53). pp.160 -161.

Gajdaєnko Є.V., Movchanjuk A.V., Ribіn O.І BULLETIN of National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute” Series RADIOTECHNIQUE RADIOAPPARATUS BUILDING, 2010, no 44, pp. 148-157.


GOST Style Citations


1. Луговской А.Ф. Ультразвуковая кавитация в современных технологиях / А. Ф. Луговской, Н. В. Чухраев. – К.: ВПЦ «Київ. ун-т», 2007. – 244 с.

2. Падалка Е.С. Ультразвук в нефтяной промышленности / Е.С. Падалка – К.: Гос. изд. техн. лит., 1962. - 67с.

3. Келлер О.К. Ультразвуковая очистка / О.К. Келлер, Г.С. Кратыш, Т.Д. Лубяницкий. – Л.: Машиностроение (Ленингр.отд.), 1977. – 184 с.

4. Хмелев В.Н. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве / В.Н. Хмелев., О.В. Попова. // Труды Алт. гос. Техн. Ун-та. им. И.И. Ползунова. – Барнаул.: АлтГТУ, 1997. – 160с.

5. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике / Л. Бергман. – М.: Изд. Иностр. Лит., 1956. – 726 с.

6. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в Химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтяной технологии) / Б.Г. Новицкий. – М.: Химия, 1983. – 192 с.

7. Луговской А.Ф. Исследование работы ультразвукового трубчатого кавитатора в режиме радиальных колебаний / А.Ф. Луговской, И.А. Гришко, А.В. Мовчанюк // Вісник НТУУ»КПІ». Машинобудування, Вип. 59, – Київ, 2010, с.285-287

8. Мовчанюк А.В. Дослідження можливості вимірювання інтенсивності кавітації методом аналізу спектра акустичного сигналу / А.В. Мовчанюк, А.А. Новосад, В.П. Фесич, А.Ф. Луговской // Промислова гідравліка і пневматика, № 2 (28), – Вінниця, 2010, с.33-35.

9. Brown B.H. Electrical Impedance Tomography / B.H. Brown, D.C. Barber // Clinical Physics and Physiological Measurement.—1992.—v.13.—Sappl. A, 207p.

10. Пеккер Я.С. Электроимпедансная томография / Я.С. Пеккер, К.С. Бразовский, В.Ю. Усов, М.П. Плотников, О.С. Уманский.— Томск: ООО «Издательство научно-технической литературы», – 2004.—190с.

11. Рыбин А.И. Решение задач моделирования обращением матрицы методом взаимных производных / А.И. Рыбин //Радиоэлектроника. — 1978.—№6.—С.35-47. (Изв. вузов).

12. Рыбин А.И. Численно-символьный метод анализа электрических цепей обобщенным методом модификаций / А.И. Рыбин // Праці Інституту електродинаміки НАН України: Зб. наукових праць.—2002.—№1(1).—С.26-30.

13. Коваль Ю.О. Основи теорії кіл: Підручник для ВНЗ. Ч.2 / Ю.О. Коваль, Л.В. Гринченко, І.О. Милютченко, О.І. Рибін / За заг. ред. В.М. Шокала та В.І. Правди.—Харків: ХНУРЕ: Колегіум, 2006.—668с.

14. Рибіна І.О. Моделювання кінцевого елемента в імпедансній томографії / О.І. Рибіна, Є.В. Гайдаєнко // Вісник НТУУ «КПІ». Сер. Радіотехніка. Радіоапаратобудування.—2010.—№41.—С.19-24.

15. Рибіна І. О. Моделювання кінцевого елемента для об’ємного фантома в імпедансній томографі / І.О. Рибіна // Вісник НТУУ «КПІ». Сер. Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2011.—№46.— С.72-84.

16. Murray T. Electrical Impedance Computed Tomography Based on a Finite Elements Model / T. Murray, Y. Kagawa // IEEE Trans. On Biomed. Eng. —1985.— v.32.— P.177-184.

17. Рибіна І.О. Розв’язання зворотної задачі імпедансної томографії методами зон провідностей та зворотної проекції / І.О. Рибіна, О.І. Рибін, О.Б. Шарпан // Вісник НТУУ «КПІ». Сер. Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2011.—№45.—С.5-18.

18. Рибіна І.О. Метод променів провідностей та моделювання фантома в імпедансній томографії / Рибіна І.О. // Вісник ЖДТУ. – 2010. – № 2(53). – С.160 -161.

19. Гайдаєнко Є.В. Розроблення та макетування імпедансного томографа для вимірювання розподілення комплексних опорів / Є.В. Гайдаєнко, А.В. Мовчанюк, О.І. Рибін // Вісник НТУУ»КПІ». Сер. Радіотехніка.Радіоапаратобудування. — 2011.— №44.— С.148 - 157.





DOI: http://dx.doi.org/10.20535/2305-9001.2012.64.53258

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2017 Mechanics and Advanced Technologies