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


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)


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


HARDVÉROVÉ VYBAVENIE

S PODPOROU APVV

LOCK-IN ZOSILŇOVAČ

TROJOSOVÝ POLOHOVACÍ SYSTÉM

MERACIA KARTA

EC - DEFEKTOSKOPICKÝ

PRÍSTROJ

VÍROVOPRÚDOVÁ SONDA


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



• 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


Nárys Bokorys

Pôdorys

budiacecievky

snímaciacievka

hĺbka defektu [mm]

simuláciameranie

špec

ific

ká h

odno

ta

koef

icie

ntu

C1/

C2 [

-]



• 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


Abs{DU} [mV]

Abs{DU} [mV]

Abs{DU} [mV]

Abs{DU} [mV]


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“


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


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


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


LOGO

VPLYVY ELEKTROMAGNETICKÉHO

POĽA NA ĽUDSKÝ ORGANIZMUS


MERANIE EMP POMOCOU FANTÓMU HLAVYVplyv elektromagnetického poľa na ľudský organizmus

• Vytvorený fantóm hlavy

• Možnosť variácie fyziologického roztoku

• Helix antény pre GSM pásmo

• Logaritmická sonda


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



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



MODELOVANIE SYSTÉMU MOZGOVÝCH CIEV


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“


LOGO

Documents

Katedra teoretickej elektrotechniky a biomedicínskeho inžinierstva