Katedra teoretickej elektrotechniky a biomedicínskeho inžinierstva

LOGO

KATEDRA TEORETICKEJ ELEKTROTECHNIKY A

BIOMEDICÍNSKEHO INŽINIERSTVA

Vedecko – výskumná činnosť

Vzdelávanie

Teoretická

elektrotechnika

Biomedicínske

inžinierstvo

Veda a výskum

ÚVOD

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

Vplyvy elektromagnetického poľana ľudský organizmus

Modelovanie a simulácie fyziologických dynamických procesov v ľudskom organizme

ZAMERANIE VEDECKO-VÝSKUMNÝCH AKTIVÍT

LOGO

ELEKTROMAGNETICKÉ METÓDY NEDEŠTRUKTÍVNEHO VYŠETROVANIA MATERIÁLOV

Vedecko – výskumná činnosť

OBLASTI PÔSOBENIA

• Výskum a vývoj hardvérových prostriedkov nedeštruktívnej kontroly (sondy)

• Výskum nových spôsobov budenia signálov (pulzné budenie vírivých prúdov)

• Spracovanie a vyhodnotenie signálov (odhad parametrov indikovaných nehomogenít)

• Nové oblasti využitia elektromagnetických metód v nedeštruktívnom vyšetrovaní (vyšetrovanie protetických náhrad)

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

SOFTVÉROVÉ VYBAVENIE

• Komerčný softvér OPERA pre numerické simulácie elektromagnetického poľa pomocou metódy konečných prvkov

• Užívateľské kódy pre numerické simulácie metódy vírivých prúdov v nedeštruktívnom vyšetrovaní vodivých materiálov pomocou metódy konečných prvkov a metódy okrajových elementov

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

HARDVÉROVÉ VYBAVENIE

S PODPOROU APVV

LOCK-IN ZOSILŇOVAČ

TROJOSOVÝ POLOHOVACÍ SYSTÉM

MERACIA KARTA

EC - DEFEKTOSKOPICKÝ

PRÍSTROJ

VÍROVOPRÚDOVÁ SONDA

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

DOSIAHNUTÉ VÝSLEDKY

• Nová vírovoprúdová sonda pre vyšetrovanie povrchových defektov s väčším hĺbkovým rozmerom

• Vhodným nastavením budiaceho systému sondy dochádza k potlačeniu hustoty vírivých prúdov na povrchu materiálu, čo umožňuje zvýrazniť informácie pochádzajúce z objemu materiálu

V SPOLUPRÁCI S IIU, TOKIO, JAPONSKO

16 mm 27 mm

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

DOSIAHNUTÉ VÝSLEDKY

• Nový prístup k vyhodnoteniu hĺbkového rozmeru indikovaného defektu

• S použitím viacerých budiacich zdrojov a následnej fúzii nameraných dát je možné selektovať kvantitatívny parameter, ktorý je závislý hlavne od hĺbky indikovaného defektu

V SPOLUPRÁCI S IIU, TOKIO, JAPONSKO

Nárys Bokorys

Pôdorys

budiacecievky

snímaciacievka

hĺbka defektu [mm]

simuláciameranie

špec

ific

ká h

odno

ta

koef

icie

ntu

C1/

C2 [

-]

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

DOSIAHNUTÉ VÝSLEDKY

• Nový spôsob nedeštruktívneho vyšetrovania typu indikovaného defektu

• S využitím smerových vlastností homogénne budených vírivých prúdov je možné z nameraných signálov určiť parameter, ktorý je závislý hlavne od šírky a konduktivity indikovaného defektu

V SPOLUPRÁCI S IIU, TOKIO, JAPONSKO

Abs{DU} [mV]

Abs{DU} [mV]

Abs{DU} [mV]

Abs{DU} [mV]

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

RIEŠENÉ PROJEKTY

• Projekty v rámci medzinárodnej spolupráce s IIU, Tokio, Japonsko

• Projekt APVV-0194-07 s názvom „Výskum metód zvyšujúcich informačnú

hodnotu signálov pri kvantitatívnom nedeštruktívnom vyšetrovaní vodivých materiálov“

• Projekt VEGA V-1/0308/08 s názvom „Inovatívny prístup k riešeniu problematiky monitorovania a vyhodnocovania materiálových porúch elektromagnetickými metódami“

• Projekt VEGA V-1/2053/05 s názvom „Návrh a optimalizácia elektromagnetických a akustických metód a prostriedkov nedeštruktívnej kontroly materiálov“

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

IMPULZNÉ BUDENIE VÍRIVÝCH PRÚDOV (PEC)

PEC MERACIA APARATÚRA

• Komplexnejšia informácia o materiálovej nehomogenite

• Vyššia odolnosť voči interferencii

• Spracovanie signálov vo frekvenčnej oblasti

• Vyššie nároky na komponenty meracej aparatúry (SNR)

• Vhodné dimenzovanie vinutí cievok – možné zahrievanie

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

PEC METÓDA AKO VÝKONNÝ KONTROLNÝ NÁSTROJ

OBLASTI MOŽNÝCH VYLEPŠENÍ ECT METÓDY

VÝSLEDKY EXPERIMENTÁLNYCH MERANÍ

PEC (Pulsed eddy current testing) metóda predstavuje modifikáciu klasickej ECT metódy a je zároveň novým trendom v oblasti nedešruktívnej kontroly materiálov ZAPOJENIE MERACEJ APARATÚRY

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

VYŠETROVANIE UMELÝCH SRDCOVÝCH CHLOPNÍ• Vzhľadom k tomu, že umelé srdcové

chlopne predstavujú ekvivalentnú náhradu časti srdcového svalu, je potrebné zabezpečiť dôkladnú kontrolu takýchto protetických náhrad • Metóda vírivých prúdov predstavuje veľmi výhodný spôsob testovania umelých chlopní, pred aj po implantovaní do organizmuDEFINOVANIE SIMULOVANÉHO PROBLÉMU

ZÁVISLOSŤ ZMENY IMPEDANCIE CIEVKY OD JEJ POHYBU NAD MATERIÁLOM, KDE Φ = <40°;140°>

PRI SÚČASNEJ ZMENE HĹBKY DEFEKTU

PRIESTOROVÉ USPORIADANIE CIEVKY A MATERIÁLU PRI NUMERICKÝCH

SIMULÁCIÁCH

Elektromagnetické metódy nedeštruktívneho vyšetrovania materiálov

LOGO

VPLYVY ELEKTROMAGNETICKÉHO

POĽA NA ĽUDSKÝ ORGANIZMUS

Vedecko – výskumná činnosť

MERANIE EMP POMOCOU FANTÓMU HLAVYVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

• Vytvorený fantóm hlavy

• Možnosť variácie fyziologického roztoku

• Helix antény pre GSM pásmo

• Logaritmická sonda

MERANIE EMP POMOCOU FANTÓMU HLAVYVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

Vplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

Kostné tkanivo : 44,4 % Al; 5% C; 50,6% ABS - polyuretán

Ingrediencie pre výrobu 10 dm3 roztoku

f = 900 MHz(GSM)

f = 1800 MHz(UMTS)

H2O 2,06 dm3 2,288 dm3

Celulóza 12,8 g 12,76 g

Soľ 35,48 g -

Cukor 2,976 kg 2,744 kg

Preventol 5,36 g 4,94 g

Objem roztoku 4 dm3 4 dm3

Dielektrické vlastnostiroztoku pri 20°C

εr = 42,5σ = 0,85 S.m-1

εr = 41,0σ = 0,85 S.m-1

Mozgové tkanivoεr = 42,7σ = 0,825 S.m-1

εr = 41,05σ = 1,14 S.m-1

ZLOŽENIE FANTÓMU HLAVY

MERANIE EMP POMOCOU FANTÓMU HLAVYVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

MERANIE EMP POMOCOU FANTÓMU HLAVYVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

SIMULÁCIA VPLYVU EMP NA ORGANIZMUS

• Možnosť simulácie vplyvu VF aj NF EMP

• Simulácia SAR a tepelných účinkov

Vplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

SIMULÁCIA VPLYVU EMP NA ORGANIZMUSVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

0 dB = 1,047 W/kg

2|z)y,(x, E|

SAR

SIMULÁCIA VPLYVU EMP NA ORGANIZMUSVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

Tkanivo ∆T [ C]

Slinná žľaza 0,073

Sivá hmota 0,013

Mozoček 0,008

LOGO

MODELOVANIE A SIMULÁCIE FYZIOLOGICKÝCH

DYNAMICKÝCH PROCESOV V ĽUDSKOM ORGANIZME

Vedecko – výskumná činnosť

Modelovanie a simulácie fyziologických dynamických procesov v ľudskom organizme

MODELOVANIE SYSTÉMU MOZGOVÝCH CIEV

Modelovanie a simulácie fyziologických dynamických procesov v ľudskom organizme

MODELOVANIE SYSTÉMU MOZGOVÝCH CIEV

RIEŠENÉ PROJEKTY

• Inštitucionálny výskum č. 13/06 „Metódy modelovania a počítačových simulácií pre skúmanie vlastností biologického systému mozgu“ • Inštitucionálny výskum č. 31/103180

„Skúmanie vlastností fyziologických systémov ľudského organizmu a ich vybraných implantátov“

Modelovanie a simulácie fyziologických dynamických procesov v ľudskom organizme

LOGO