Evaluación numérica de medición de capacitancia compleja utilizando excitación de pulso en tomografía de capacitancia eléctrica
Autores: Wanta, Damian; Makowiecka, Oliwia; Smolik, Waldemar T.; Kryszyn, Jacek; Domanski, Grzegorz; Midura, Mateusz; Wróblewski, Przemysaw
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Evaluación numérica de medición de capacitancia compleja utilizando excitación de pulso en tomografía de capacitancia eléctrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Tomografía de capacitancia eléctrica
Distribución de permitividad
Problema inverso
Excitación de pulso
Medición de capacitancia compleja
Volumen de imagen
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La tomografía de capacitancia eléctrica (ECT) es una técnica de imagen de la distribución de la permitividad dentro de un objeto en prueba. La capacitancia se mide entre los electrodos que rodean el objeto, y la imagen se reconstruye a partir de estos datos resolviendo el problema inverso. Aunque tanto la excitación sinusoidal como la excitación de pulso se utilizan en el circuito sensorial, solo se utiliza el método de corriente alterna para medir ambas componentes de la capacitancia compleja. En este artículo, se propone un nuevo método de medición de capacitancia compleja usando excitación de pulso para ECT. Los componentes real e imaginario se calculan a partir de muestras digitales de la respuesta del integrador. Se analizó la forma de pulso en el circuito de entrada utilizando la transformada de Laplace. Se realizaron simulaciones numéricas del campo eléctrico dentro del volumen de imagen, así como simulaciones de una excitación de pulso en el circuito de entrada. Se verificó el cálculo de los componentes real e imaginario utilizando muestras digitales de la señal de salida. Se presentaron las imágenes de permitividad y conductividad reconstruidas para el objeto de prueba. El método permite la imagen de las distribuciones espaciales de permitividad y conductividad utilizando electrodos acoplados capacitivamente y puede ser un método de medición alternativo para ECT, así como para la tomografía de impedancia eléctrica.
Descripción
La tomografía de capacitancia eléctrica (ECT) es una técnica de imagen de la distribución de la permitividad dentro de un objeto en prueba. La capacitancia se mide entre los electrodos que rodean el objeto, y la imagen se reconstruye a partir de estos datos resolviendo el problema inverso. Aunque tanto la excitación sinusoidal como la excitación de pulso se utilizan en el circuito sensorial, solo se utiliza el método de corriente alterna para medir ambas componentes de la capacitancia compleja. En este artículo, se propone un nuevo método de medición de capacitancia compleja usando excitación de pulso para ECT. Los componentes real e imaginario se calculan a partir de muestras digitales de la respuesta del integrador. Se analizó la forma de pulso en el circuito de entrada utilizando la transformada de Laplace. Se realizaron simulaciones numéricas del campo eléctrico dentro del volumen de imagen, así como simulaciones de una excitación de pulso en el circuito de entrada. Se verificó el cálculo de los componentes real e imaginario utilizando muestras digitales de la señal de salida. Se presentaron las imágenes de permitividad y conductividad reconstruidas para el objeto de prueba. El método permite la imagen de las distribuciones espaciales de permitividad y conductividad utilizando electrodos acoplados capacitivamente y puede ser un método de medición alternativo para ECT, así como para la tomografía de impedancia eléctrica.