بازسازی تصاویر توموگرافی الکتریکی بر اساس روش تخمین پارامتر در انتقال حرارت معکوس

Abstract

توموگرافی روشی غیرتماسی است که بدون آسیب رساندن به سطح جسم ساختار داخلی آن را شناسایی می‌کند. یکی از روش‌های توموگرافی، روش توموگرافی الکتریکی است که با اعمال ولتاژ و جریان الکتریکی و استفاده از یک الگوریتم‌ بازسازی تصویر ساختار داخلی جسم را تشخیص می‌دهد. با وجود مزایایی همچون سادگی و ارزان قیمت بودن، تصاویر تولیدی در این روش دارای کیفیت پایینی است که علل اصلی آن نحوه اندازه‌گیری در سیستم توموگرافی و الگوریتم‌های بازسازی تصویر هستند. در این مقاله از الگوریتم لونبرگ - مارکوارت که از روش‌های حل مسائل انتقال حرارت معکوس است، برای بازسازی تصویر در توموگرافی الکتریکی استفاده شده است. در این روش، از ایده بازسازی تصویر با استفاده از حل معادلات انتقال حرارت رسانشی به جای حل معادلات الکتریکی برای محاسبه توزیع رسانایی حرارتی استفاده شده است. سه مسأله برای بررسی قابلیت الگوریتم در تخمین هندسه مجهول انتخاب شد و نشان داده شد که این الگوریتم قادر به شناسایی هندسه مجهول است. با انجام آنالیز حساسیت برای بررسی تأثیر اغتشاش در تخمین هندسه نشان داده شد که با افزایش میزان اغتشاش، خطای ایجاد شده در تخمین شکل هندسی افزایش می‌یابد اما همچنان روش به ازای میزان اغتشاش اندازه‌گیری 30 درصد، در تخمین هندسه موفق عمل می‌کند. همچنین نتایج حاصل از انتخاب ترکیب-های متفاوت از سنسورهای فعال برای اعمال شار حرارتی نشان داد که علاوه بر مؤثر بودن سنسورهای فعال در افزایش دقت تخمین شکل، هندسه مجهول به ازای دو مرتبه اندازه‌گیری قابل تخمین است.