Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Electrical Capacitance Volume Tomography (ECVT) merupakan salah satu metode visualisasi gambar tiga dimensi menggunakan efek kapasitansi. Perkembangan algoritma rekonstruksi sinyal ini sangat pesat, tetapi perkembangan hardware ECVT belum banyak dilakukan. Tulisan ini menjelaskan cara mendesain rangkaian ECVT berbasis teknologi CMOS switch dengan resolusi dan sensitivitas tinggi. Metode yang digunakan dalam mengukur kapasitansi ini adalah sistem charge discharge dengan rangkaian aktif differensial dengan clock sebesar 500KHz dan kemiringan pulsa sebesar 240 ns. Pengujian sinyal mulai dari clock, sistem charge discharge, penguatan dan pemfilteran menggunakan alat ukur berupa oscilloscope digital Tektronix TDS2002B. Setelah dilakukan pengujian didapatkan bahwa sistem data akuisisi (DAS ECVT) ini mampu mengukur perubahan kapasitansi dengan resolusi sebesar 0.21 femto farad untuk elektroda yang dekat dengan transmitter dan 0.42 femto farad untuk elektroda yang jauh dengan transmitter. Sedangkan sensitifitas sistem DAS ini adalah 0.2551 fF/mV (femto farad per milivolt). Besarnya noise yang terukur sebesar 0.0822 mV untuk elektroda yang dekat dengan transmitter dan 0.1644 mV untuk elektroda yang jauh dari transmitter. Setelah dilakukan eksperimen rekonstruksi citra, sistem DAS ECVT ini mampu menghasilkan citra yang bagus dan dengan bentuk yang mirip dengan aslinya. ......Electrical capacitance volume tomography (ECVT) is one of the three-dimensional image visualization method using capacitance effects. Development of the signal reconstruction algorithm is very fast, but development has not done a lot ECVT hardware. This paper describes how to design technology-based ECVT CMOS circuit switches with high resolution and sensitivity. The method used in measuring this capacitance discharge charge system with active circuit with a differential slope of the clock at 500KHz and pulse of 240 ns. Test signal from the clock, discharge charge system, strengthening and filtering using measuring instruments such as Tektronix TDS2002B digital oscilloscope. After testing it was found that the data acquisition system (DAS ECVT) is capable of measuring changes in capacitance with resolution of 0.21 femto farad to close to the transmitter electrode and 0.42 femto farad are far from the transmitter elektrode. Meanwhile the sensitivity of this DAS is 0.2551 FF / mV (femto farad per milivolt). The amount of noise measured at 0.0822 mV for electrodes close to the transmitter and 0.1644 mV for the electrode distance from the transmitter. After doing the experimental image reconstruction, ECVT DAS system is capable of producing a good image and a shape similar to the original.

Abstrak :
Tomografi kapasitansi merupakan salah satu teknik visualisasi objek yang berdasarkan pada distribusi permitivitas dalam sensor. Distribusi permitifitas dapat dicari dari pengukuran kapasitansi antar pasangan elektroda. Penelitian dalam tomografi kapasitansi berhubungan dengan desain sensor yang di dalamnya terdapat sekumpulan elektroda beserta sistem elektroniknya atau yang dikenal dengan sistem akuisisi data berupa perangkat keras, dan rekonstruksi citra berupa perangkat lunak . Disertasi ini membahas tentang pengembangan akuisisi data dan metode pemindaian yang digunakan untuk tomografi volumetrik yang dikenal dengan nama Electrical Capacitance Volume Tomography ECVT. ECVT merupakan salah satu alat ukur instrumentasi yang khusus digunakan untuk aplikasi tomografi. Alat instrumentasi yang didesain ini menggunakan sensor kapasitif yang berbentuk tabung silinder sebanyak 64 elektroda. Untuk mengakomodasi sensor kapasitansi 64 elektroda diperlukan dua buah sistem akusisi data yang masing-masing sistem mampu menangani 32 elektroda.Dalam proses tomografi terdapat data akuisisi yang fungsinya untuk mengukur kapasitansi yang berasal dari sensor kapasitif. Data tersebut diperoleh dari proses pemindaian di mana dalam satu pengambilan data hanya terdapat satu pasang elektroda yang aktif. Pada umumnya, proses pemindaian ECVT menggunakan metode konvensional, yaitu mengaktifkan satu pasang elektroda dan mengukur sinyal kapasitansinya. Di dalam Disertasi ini diusulkan metode pemindaian baru yaitu metode pemindaian polaritas bertukar reverse polarity scanning method . Metode pengukuran ini adalah dengan cara membalik polaritas pada masing-masing elektroda yang aktif yaitu mengubah elektroda eksitasi menjadi deteksi dan sebaliknya mengubah elektroda deteksi menjadi eksitasi. Kemudian kedua metode pemindaian tersebut dibandingkan untuk melihat hasil performansinya. Simulasi dan eksperimen dilakukan menggunakan sensor kapasitif 64 channel dengan objek berupa batang silinder yang diisi dengan air. Dan juga dilakukan simulasi terhadap tiga buah objek bola untuk membandingkan kedua metode tersebut. Untuk mengevaluasi performansi sistem, digunakan objek statis untuk mengukur parameter-parameter seperti Mean Absolute Error MAE , Coefficient-Correlation R , dan observasi kualitas citra. Dari hasil simulasi dan eksperimen tersebut dihasilkan nilai rata-rata Coefficient-Correlation R sebesar 0.6 dan Mean Absolute Error MAE sebesar 0.2, sehingga metode yang diusulkan dapat meningkatkan kualitas citra sebesar 3.2. ......Capacitance tomography is one of image visualization technique based on permittivity distribution from capacitance measurement between electrode pairs inside the sensor. Research in capacitance tomography generally related to sensor design, electronics measurement hardware, and image reconstruction software. The dissertation explained the development of data acquisition and scanning method for volumetric tomography namely Electrical Capacitance Volume Tomography ECVT. ECVT is one of measurement instrument that is specifically used in tomography application. The design of the acquisition instruments used 8 8=64 electrodes capacitive sensor array in cylindrical shape. To accommodate all of electrodes we used two data acquisition systems which is capable to handle up to 32 electrodes, respectively.In tomography process, the data acquisition system measures the capacitance from capacitive sensors using scanning process by activating the electrode pairs. Generally, scanning process in ECVT uses conventional scanning by activating an electrode pair and measure the capacitance signal for the pair. This study proposes a new scanning process, by reversing the polarity of sensors in scanning method. The method is applied by changing the polarity of excitation electrode into detection electrode, and vice versa. Then, both of methods are compared to evaluate the performance of the acquisition system. Simulation and experiment are performed using 64 channel capacitive sensors with cylinder rods phantom filled with water, and three balls, as objects. To evaluate the performance of the ECVT system, static objects were used to measure parameters such as Mean Absolute Error MAE, Coefficient-Correlation R, and image qualitative observation. From the simulation and experiment, the Coefficient-Correlation R value as 0.6 and Mean Absolute Error MAE value as 0.2, so that the proposed method can improve image quality of 3.2 .