طراحی و ساخت یک سیستم مقطع نگاری امپدانس الکتریکی 16 کاناله با استفاده از اطلاعات دامنه و فاز امپدانس

مقطع نگاری امپدانس الکتریکی (eit) یک روش تصویر برداری غیر مخرب و غیر هجومی است که تصویری از توزیع مکانی امپدانس در سطح مقطع شئ ارائه می دهد. در این روش تصویربرداری، توسط یک سری الکترود که در پیرامون سطح بیرونی شئ قرار می گیرند، جریان الکتریکی(یا ولتاژ) بعنوان تحریک به شئ اعمال شده و ولتاژ الکتریکی(یا جریان) ناشی از آن بعنوان پاسخ اندازه گیری می شود. ولتاژهای اندازه گیری شده یک کمیت مختلط بوده و دارای دو بخش حقیقی و موهومی می باشند. در نمونه اولیه سیستم eit ساخته شده در دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، فقط از دامنه ولتاژ اندازه گیری استفاده شده و از فاز آن استفاده نشده است. برای افزایش دقت در بازسازی تصویر نهایی در سیستم های eit، استخراج هر دو مولفه حقیقی و قائم ولتاژهای اندازه گیری شده و استفاده از اطلاعات فاز آنها ضروری می باشد. . نمونه اولیه دمودلاتور ساخته شده در دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی دارای دو کانال ورودی و سرعت نمونه برداری پایین بود. در این پایان نامه برای استخراج این دو مولفه، یک دمدولاتور حساس به فاز دیجیتال به کمک یک بردdsp طراحی و پیاده سازی شده است. انجام محاسبات بصورت اعشاری و 32 بیتی، در کنار سرعت بالای mhz225 تراشه dsp، سبب می شود که دمدولاتور دیجیتالی فوق، دارای سرعت و دقت کافی برای رسیدن به یک snr مطلوب در سیستم های eit باشد دراین پایان نامه، ابتدا روش های مقطع نگاری الکتریکی و بازسازی تصویر مورد بررسی قرار گرفت.در حل مسئله پیشرو از روش اجزای محدود دو بعدی و در حل مسئله معکوس و بازسازی تصویر از روش های نیوتن-رافسون و noser استفاده شد.در ادامه چند مثال با شرایط متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. در قسمت سخت افزار سیستم، اصول دمودلاسیون حساس به فاز پیوسته با زمان و دیجیتال توضیح و سپس پیاده سازی سخت افزاری و نرم افزاری آن بر روی بردtms320c6713dsp بیان می شود. همچنین یک کارت جانبی 16 کاناله جهت اندازه گیری همزمان 16 الکترود استفاده شده در مقطع نگاری الکتریکی، با حداکثر سرعت نمونه-برداری msps10 و رزولوشن 12 بیت طراحی و ساخته شد. تست کارائی دمدولاتور دیجیتال پیاده سازی شده ابتدا با استفاده از داده های شبیه سازی شده و سپس با استفاده از داده های واقعی، بدست آمده از یک مدار rc صورت گرفت. و نتایج مطلوب و قابل توجهی بدست آمد.نتایج داده های شبیه سازی، در انتهای پایان نامه ارائه شده است.