دوره 14، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 14، شماره 3، پاییز 1399 )
جلد 14 شماره 3,1399 صفحات 89-102 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Yousefi M, Jafari R, Abrishami Moghadam H. Employing dual frequency phase sensitive demodulation technique to improve the accuracy of voltage measurement in magnetic induction tomography and designing a labratoary prototype. JoC. 2020; 14 (3) :89-102
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-626-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-626-fa.html
یوسفی نجف آبادی محمد رضا، جعقری رضا، ابریشمی مقدم حمید. استفاده از تکنیک دو فرکانسی برای افزایش دقت اندازه‌گیری ولتاژهای القایی در مقطع‌نگارالقای مغناطیسی و پیاده‌سازی یک سامانه 16سیم‌پیچه نمونه. مجله کنترل. 1399; 14 (3) :89-102
1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد
2- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده: (2482 مشاهده)
مقطع‌نگاری القای مغناطیسی یک روش تصویربرداری غیرهجومی و غیرتداخلی از داخل یک جسم هدف، بر اساس انجام اندازه‌گیری از روی سطح خارجی جسم و بدون تماس الکتریکی با آن است. مزایای این روش نسبت به سایر روش‌های مقطع‌نگاری الکتریکی، بی‌نیازی آن از الکترودهای تماسی و بالاتربودن سطح ایمنی الکتریکی آن هستند. در این روش با عبور یک جریان متناوب از یک یا چند سیم‌پیچ تحریک، یک میدان مغناطیسی تحریک در درون جسم مورد نظر ایجاد شده و ولتاژهای القایی در سیم پیچ‌های گیرنده اندازه‌گیری می‌شوند. بازسازی تصویر جسم با استفاده از نتایج حاصل از اندازه‌گیری، تخمین اولیه‌ای از ضرایب هدایت الکتریکی نواحی داخلی جسم، حل مسائل پیشرو و معکوس صورت می‌گیرد. در سامانه نمونه آزمایشگاهی مقطع‌نگاری القای مغناطیسی 16 سیم‌پیچه ساخته شده از روش دمدولاسیون حساس به فاز مبتنی بر ضرب کننده آنالوگ دو فرکانسی جهت بهبود اندازه‌گیری ولتاژهای القایی استفاده شده است. استفاده از دمدولاتور دو فرکانسی در کاهش خطای اندازه‌گیری با به‌کار‌گیرییک فرکانس پایین برای اندازه‌گیری قسمت حقیقی و یک فرکانس بالا برای اندازه‌گیری قسمت موهومی به صورت همزمان موثر است.
واژه‌های کلیدی: مقطع‌نگاری القای مغناطیسی، تصویربرداری القای مغناطیسی، روش ترکیبی اجزای محدود - بدون مش، دمدولاسیون مبتنی بر ضرب کننده آنالوگ.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1397/8/1 | پذیرش: 1397/10/29 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1398/5/24 | انتشار: 1399/9/30
دریافت: 1397/8/1 | پذیرش: 1397/10/29 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1398/5/24 | انتشار: 1399/9/30
فهرست منابع
1. محمد رضا يوسفي نجف‌آبادي، مائده هادي‌نيا، رضا جعفري، حميد ابريشمي‌مقدم، حميد رضا تقي‌راد، "كاربرد‌هاي مقطع‌نگاري الكتريكي و نوري در صنعت نفت و گاز،" دومين همايش بازرسي و ايمني در صنايع نفت و انرژي، تهران، بهمن ماه 1390.
2. M. R. Yousefi, R. Jafari, and H. Abrishami-Moghaddam, "A combined wavelet-based mesh free method for solving the forward problem in electrical impedance tomography," 2012 IEEE Int. Symposium on Medical Meas. and Application, Budapest, Hungary, pp. 251-254, 2012. [DOI:10.1109/MeMeA.2012.6226647]
3. M. R. Yousefi, R. Jafari, and H. Abrishami-Moghaddam, "A combined wavelet-based mesh free method for solving the forward problem in electrical impedance tomography," IEEE Trans. Instrum. Meas., Vol. 62, pp. 2629-2638, 2013. [DOI:10.1109/TIM.2013.2259113]
4. محمد رضا یوسفی نجف آبادی، رضا جعفری، حمید ابریشمی مقدم، " به‌کارگیری روش ترکیبی بدون‌مش مبتنی بر موجک برای حل مساله پیشرو مقطع‌نگاری القای مغناطیسی،" بیستمین کنفرانس مهندسی پزشکی ایران، دانشگاه تهران، 6 صفحه ، 1392.
5. محمد رضا یوسفی نجف آبادی، رضا جعفری، حمید ابریشمی مقدم، " مدل‌سازي اجزاي محدود - بدون مش مبتني بر موجک در حل مساله پيشرو مقطع‌نگاري القاي مغناطيسي،" فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی پزشکی زیستی، دوره هشتم، صفحه 69-86، 1393.
6. W. Cong, D. Xiu-zhen ,L. Rui-gang, F. Feng, S. Xue-tao and Y. Fu-sheng, "Preliminary simulations on magnetic induction tomography of the brain based on finite element method," J. US-China Med. Sci., Vol. 4, pp. 11-17, 2007.
7. H. Griffiths, "Magnetic induction tomography," Meas. Sci. Technol., Vol. 12, pp. 1126-1131 , 2001. [DOI:10.1088/0957-0233/12/8/319]
8. A. J. Peyton, Z. Z. Yuy, G. Lyony, S. Al-Zeibaky, J. Ferreiraz, J. Velezz, F. Linharesz, A. R. Borgesz, H. L. Xiongx, N. H. Saundersk, and M. S. Becky., "An overview of electromagnetic inductance tomography: description of three different systems," Meas. Sci. Technol. J., Vol. 7, pp. 261-271, 1996. [DOI:10.1088/0957-0233/7/3/006]
9. X. Ma, A. J. Peyton, S. R. Higson, A. Lyons, and S. J. Dickinson, "Hardware and software design for an electromagnetic induction tomography (EMT) system for high contrast metal process applications," Meas. Sci. Technol., Vol. 17, pp. 111-118, 2006. [DOI:10.1088/0957-0233/17/1/018]
10. R. Merwa, K. Hollaus, and H. Scharfetter, "Detection of brain oedema using magnetic induction tomography: a feasibility study of the likely sensitivity and detectability," Physiol. Meas., Vol. 25, pp. 1-8, 2004. [DOI:10.1088/0967-3334/25/1/038]
11. H. Scharfetter, A. Kostinger, and S. Issa, "Hardware for quasi-single-shot multifrequency magnetic induction tomography (MIT): the Graz MK2 system," Physiol. Meas., Vol. 29, pp. 431-443, 2008. [DOI:10.1088/0967-3334/29/6/S36]
12. H. Scharfetter A. Kostinger, and S. Issa, "Spectroscopic 16 channel magnetic induction tomograph: the new Graz MIT system," IFMBE Proc., Vol. 17, pp. 452-455, 2007. [DOI:10.1007/978-3-540-73841-1_117]
13. S. Watson, R. J. Williams, H. Griffiths, W. Gough, and A. Morris, " Magnetic induction tomography: phase versus vector voltmeter measurement techniques," Physiol. Meas., Vol. 24, pp. 555-564, 2003. [DOI:10.1088/0967-3334/24/2/365]
14. C. H. Igney, S. Watson, R. J. Williams, H. Griffiths, and O. Dossel, "Design and performance of a planar-array MIT system with normal sensor alignment," Physiol. Meas., Vol. 26, pp. 263-278, 2005. [DOI:10.1088/0967-3334/26/2/025]
15. G. S. Park and S. Kang, "A study on the determination of the object shape in magnetic inductance tomography system," 12th IEEE Conf. Electromagnetic Field Computation, pp. 77-77, 2006.
16. G. S. Park, "Development of a magnetic inductance tomography system," IEEE Trans. Magn., Vol. 41, pp. 1932-1935, 2005. [DOI:10.1109/TMAG.2005.846224]
17. M. Soleimani, C. Ktistis, X. Ma, W. Yin, W. R. B Lionheart, and A. J. Peyton, "Magnetic induction tomography: image reconstruction on experimental data from various applications," 6th Conf. Biomed. Appl. Electrical Impedance Tomography, UK, 34955 (4pp.), 2005.
18. Z. Xu, H. Luo, W. He, C. He, X. Song, and Z. Zahng, "A multi-channel magnetic induction tomography measurement system for human brain model imaging," Physiol. Meas., Vol. 30, pp. 175-186, 2009. [DOI:10.1088/0967-3334/30/6/S12]
19. J. Caeiros, B. Gil, N. B. Br'as and R. C. Martins, "A differential high-resolution motorized multi-projection approach for an experimental Magnetic Induction Tomography prototype," in: 2012 IEEE Int. Symp. Med. Meas. Appl. Proc. Budapest, Hungary. [DOI:10.1109/MeMeA.2012.6226664]
20. A. Trakic, N. Eskandarnia, B. K. Li, E. Weber, H. Wang and S. Crozier, "Rotational magnetic induction tomography," Meas. Sci. Technol. Vol. 23, 025402 (12pp), 2012. [DOI:10.1088/0957-0233/23/2/025402]
21. Ma, Lu, Andy Hunt, and Manuchehr Soleimani, "Experimental evaluation of conductive flow imaging using magnetic induction tomography," Inter. J. Multiphase Flow, Vol. 72, pp. 198-209, 2015. [DOI:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2015.02.013]
22. محمد رضا یوسفی نجف آبادی،"مدل‌سازی اجزای محدود - بدون مش در مقطع‌نگار القای مغناطیسی و ساخت یک سامانه نمونه آزمایشگاهی ،" رساله دکتری تخصصی، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، دانشكده برق، 1393.
23. D. Chen, W. Yang, and M. Pan, "Design of impedance measuring circuits based on phase-sensitive demodulation technique," IEEE Trans. Instrum. Meas., Vol. 60, pp. 1276-1282, 2011. [DOI:10.1109/TIM.2010.2084770]
24. A. Korjenevsky, V. Cherepenin, and S. Sapetsky, "Magnetic induction tomography: Experimental realization," Physiol. Meas., Vol. 21, pp. 89-94, 2000. [DOI:10.1088/0967-3334/21/1/311]
25. X. Ma, S. R. Higson, A. Lyons, and A. J. Peyton, "Development of a fast electromagnetic induction tomography system for metal process applications," Proc. 4th WCIPT, Aizu, Japan, pp. 196-201, 2005.
26. H. Scharfetter, H. K. Lackner, and J. Rosell, "Magnetic induction tomography: Hardware for multi-frequency in biological tissue," Physiol. Meas., Vol. 22, pp. 131-146, 2001. [DOI:10.1088/0967-3334/22/1/317]
27. H. Scharfetter, R. Merwa, and K. Pilz, "A new type of gradiometer for the receiving circuit of magnetic induction tomography," Physiol. Meas., Vol. 26, pp. S307-S318, 2005. [DOI:10.1088/0967-3334/26/2/028]
28. Z. Zakaria, R. A Rahim, M. S. B. Mansor, S. Yaacob, N. M. N. Ayob, S. Z. M. Muji, M. H. F. Rahiman, and S. M. K. S. Aman, "Advancements in transmitters and sensors for biological tissue imaging in magnetic induction tomography," Sensors, Vol 12, pp. 7126-7156, 2012. [DOI:10.3390/s120607126]
29. H. Y. Wei, and A. J. Wilkinson, "Design of sensor coil and measurement electronics for magnetic induction tomography," IEEE Trans. Instrum. Meas., Vol. 60, pp. 3853-3859, 2011. [DOI:10.1109/TIM.2011.2147590]
30. R. Cantor, A. Hall, A. Matlachov, "Thin-film planar gradiometer with long baseline," J. Phys.: Conf. Ser., Vol. 43, pp. 1223-1226, 2006. [DOI:10.1088/1742-6596/43/1/298]
31. C. H. Riedel, M. Keppelen, S. Nani, R. D. Merges, O. Dössel, "Planar system for magnetic induction conductivity measurement using a sensor matrix," Physiol. Meas., Vol. 25, pp. 403-411, 2004. [DOI:10.1088/0967-3334/25/1/043]
32. محمد رضا یوسفی نجف آبادی، عبداله محمدی ابهری، رضا جعفری، " بهبود اندازه‌گیری در سیستم‌های مقطع‌نگاری امپدانس الکتریکی با استفاده از دمدولاسیون حساس به فاز مبتنی بر ضرب کننده آنالوگ،" دومین کنفرانس بیوالکترومغناطیس ایران، دانشگاه تهران، 6 صفحه ، 1392.
33. T. J. Yorkey, J. G. Webster, and W. J. Tompkins, "Comparing reconstruction algorithms for electrical impedance tomography," IEEE Trans. Biomed. Eng., Vol. 34, pp. 853-852, 1987. [DOI:10.1109/TBME.1987.326032]
34. A. G. Ramm, Inverse Problems-Mathematical and Analytical Techniques with Applications to Engineering, Springer, 2005.
35. M. C. K. Khoo, Physiological Control Systems: Analysis, Simulation and Estimation, Willey-Black Well, 1999.
36. M. Soleimani, "Image and shape reconstruction methods in magnetic induction and electrical impedance tomography," PhD thesis, Faculty of Engineering and Physical Sciences, University of Manchester, 2005.
37. C. T. Kelley, Iterative Methods for Optimization, Siam, 1999. [DOI:10.1137/1.9781611970920]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
