Project Description
研究成果
碩博班畢業論文
論文名稱 : 二維超音波溫度分佈重建演算法開發
研究生 : 林福松
口試委員 : 黃致憲(指導教授)、林志隆(口試委員)、戴政祺(口試委員) 、陸振原(口試委員)
摘要-
聲學斷層掃描（Acoustic Tomography）是一種以非侵入性方式獲取目標區域的訊息的技術。在監控系統中目標區域的溫度訊息常常是監控中不可或缺的部分。而使用聲學斷層掃描的方式可以在不影響目標區域的狀況下重建出目標區域的二維溫度分佈圖。其中關鍵的挑戰是如何提高相對空間分佈和絕對溫度值的匹配準確性。
利用超音波測溫的方式，可以藉由聲波傳遞速度與介質溫度之關係，計算目標區域內的介質溫度。使用超音波陣列在目標區域內產生數十條超音波傳遞路徑，並根據所測得之各路徑的聲波速度，推算出二維平面上各點氣體的溫度。
本研究通過分析在二維平面上不同的網格形狀和超音波路徑的影響，提出了一種根據多個聲波傳導路徑重建溫度分佈的演算法並在MATLAB中實現。此演算法主要使用了空間之移動平均技術並使用六角網格進行溫度分佈之重建。對網格形狀與大小之選擇，本研究進行了數個模擬測試，共使用三種網格形狀（六角形分佈，正方形分佈和極座標分佈）分析重建溫度分佈的準確性。根據研究結果，發現六角形網格可以最準確地追蹤熱點的峰值溫度以及移動。在理想模型上可達所有聲速路徑上之平均溫度誤差小於1%，並可在熱點於正中心往外移動之情況下，感測到相對區域直徑3%之熱點移動，同時最高溫誤差小於10%。
發表論文
Ya-Han Liu, Fu-Sung Lin, Li-Xiang Chen, Hsin-Yi Su, You-Chi Hsu, Soma Pal, Yeong-Her Wang, Chih-Hsien Huang (2020, Sep). Wearable transparent PVDF transducer for photoacoustic imager in body sensor network. 2020 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), Las Vegas. MOST 108-2218-E-006-033-My3.
Soma Pal, Fu-Sung Lin, Ching-Chuan Hsieh, Ya-Han Liu, Chen-Yuan Lu, Shan-Wen Du, Chih-Hsien Huang (2020, Sep). Development of a High Precision Ultrasonic 2D Temperature Distribution System with Reconstruction Algorithm Based on a Hexagonal Mesh. 2020 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), Las Vegas. MOST 108-2218-E-006-033-My3.
1)Soma Pal, Fu-Sung Lin, Ching-Chuan Hsieh, Ya-Han Liu, Chen-Yuan Lu, Shan-Wen Du, Chih-Hsien Huang (2020, Oct). An acoustic hotspot tracking algorithm for highly centralized gas temperature distribution.. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. MOST 108-2218-E-006-033-My3.
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