State estimation in process tomography, Kyo:n julkaisuja C 185

Seppänen Aku 20.6.2005\nLuonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunta\nFysiikka\nState estimation in process tomography (Tilanestimointi prosessitomografiassa) \nVastaväittäjä:Professori David Isaacson, Rensselaer Polytechnic Institute, New York\nKustos:Professori Jari Kaipio, Kuopion yliopisto \n\n\n--------------------------------------------------------------------------------\n\nVäitöskirjan tiivistelmä:\n\n\n\nProsessitomografialla tarkoitetaan teollisuudessa käytettyä leikekuvantamista, jossa kohteen pinnalta tehtävien mittausten perusteella pyritään selvittämään kohteen sisäisiä ominaisuuksia. Idea on tuttu lääketieteestä, jossa tomografian avulla kuvannetaan mm. ihmisen aivoja, luustoa ja keuhkoja. Leikekuvia voidaan muodostaa käyttäen useita erityyppisiä mittauksia; niin lääketieteessä kuin teollisuudessakin on käytetty mm. optisia, sähköisiä ja radiologisia mittauksia.\n\nTeollista leikekuvantamista, prosessitomografiaa, on käytetty mm. paperin valmistuksen sekä kaivos- ja kemianteollisuuden sovelluksissa. Leikekuvista saatavaa tietoa voidaan käyttää hyväksi prosessien suunnittelussa, jatkuva-aikaisessa seurannassa ja säädössä. Näiden toimenpiteiden avulla voidaan usein parantaa tuotteiden laatua, säästää materiaali- ja energiakustannuksissa sekä vähentää jätteiden määrää. Niinpä luotettavia kuvantamismenetelmiä kehittämällä voidaan teollisuudessa saada aikaan paitsi taloudellista, myös ympäristönsuojelullista hyötyä.\n\nLeikekuvien muodostaminen kohteen pinnalta tehtyjen mittausten perusteella on useassa tapauksessa matemaattisesti haastava ongelma. Näin on myös väitöskirjassa käytetyn, sähköisiin mittauksiin perustuvan kuvantamisen, impedanssitomografian, tapauksessa. Erityisen haastavaksi kuvantamisongelman teollisissa sovelluksissa tekee se, että usein kuvannettavat kohteet muuttuvat hyvin nopeasti, esimerkiksi nesteseosten virratessa putkissa tai sekoittimissa. Tällaisissa tapauksissa kohteen pinnalta ei aina ehditä tekemään perinteisten laskentamenetelmien vaatimaa määrää mittauksia.\n\nAku Seppäsen väitöskirjassa on kehitetty uusia laskennallisia menetelmiä nopeasti muuttuvien prosessien kuvantamiseen. Käytettäessä ns. tilanestimointia perinteisten laskentamenetelmien sijaan, voidaan kuvantamisessa hyödyntää tietoa kohteen muutoksista. Tätä kautta kuvantamisessa saadaan hyödynnettyä virtauslaskentaa, jota aiemmin on käytetty teollisuudessa kuvantamisesta irrallisena menetelmänä prosessien etenemisen selvittämiseen. Lisäksi uudet laskentamenetelmät mahdollistavat virtausnopeuksien havainnoimisen tomografiamittauksiin perustuen.\n\nVäitöskirjassa esitetyt numeeriset ja kokeelliset tulokset osoittavat, että uusien laskennallisten menetelmien käyttö tuottaa luotettavia leikekuvia sellaisissakin tilanteissa joissa perinteisillä laskentamenetelmillä saadut leikekuvat ovat - johtuen kohteen nopeista muutoksista - olleet täysin käyttökelvottomia.\n\nKuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 951-27-0343-2\n\n\n--------------------------------------------------------------------------------\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi \n

ISBN-10:
951-27-0343-2
Kieli:
eng
Sivumäärä:
117 s.
Tekijät:
Seppänen Aku (diss.)
Tuotekoodi 020064
20,00 €