JPH087246B2 - 電気インピーダンス分布測定方法 - Google Patents
電気インピーダンス分布測定方法Info
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- JPH087246B2 JPH087246B2 JP23724289A JP23724289A JPH087246B2 JP H087246 B2 JPH087246 B2 JP H087246B2 JP 23724289 A JP23724289 A JP 23724289A JP 23724289 A JP23724289 A JP 23724289A JP H087246 B2 JPH087246 B2 JP H087246B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉やボイラーなどの気液二相流中のボ
イド率分布測定、医療分野等での生体の断層撮影等に好
適な電気インピーダンス分布測定方法に関するものであ
る。
イド率分布測定、医療分野等での生体の断層撮影等に好
適な電気インピーダンス分布測定方法に関するものであ
る。
原子炉やボイラー等の気液二相流の気相体積割合であ
るボイド率の検出、人体や動植物等の生体の断層撮影、
各種物体の中の空孔率分布測定、非破壊検査、液体中に
ある物体の探索等を目的として、対象物体の電気インピ
ーダンス、とくに電気伝導度の分布を測定して断層像を
得る電気インピーダンスCT（CTはComputed Tomography
の略、断層像再構成の意）が開発されつつある。このた
めの電気インピーダンス分布測定方法は、シーガー、エ
ー、ディー等「エレクトリカル インピーダンス イメ
ージング」、アイイーイー プロシーディング 134
巻、パートＡ、第２号（1978）、205頁（Seagar,A.D.et
al:Electrical Impedance Imaging,IEE Proc.vol.134,
Pt.A,No.2（1978）,p.205）に示されており、次のよう
なものである。
るボイド率の検出、人体や動植物等の生体の断層撮影、
各種物体の中の空孔率分布測定、非破壊検査、液体中に
ある物体の探索等を目的として、対象物体の電気インピ
ーダンス、とくに電気伝導度の分布を測定して断層像を
得る電気インピーダンスCT（CTはComputed Tomography
の略、断層像再構成の意）が開発されつつある。このた
めの電気インピーダンス分布測定方法は、シーガー、エ
ー、ディー等「エレクトリカル インピーダンス イメ
ージング」、アイイーイー プロシーディング 134
巻、パートＡ、第２号（1978）、205頁（Seagar,A.D.et
al:Electrical Impedance Imaging,IEE Proc.vol.134,
Pt.A,No.2（1978）,p.205）に示されており、次のよう
なものである。
即ち、測定対象物体の外周に複数の電極を設け、一組
の電極間に電流源を接続し、そのときの各電極間に生じ
た電位差を測定する。測定対象の電気インピーダンス分
布を仮定しておけば、その仮定した分布に対して接続電
流源を境界条件とした数値解析により、各電極間に生じ
る筈の電位差が計算できる。この解析結果と上述の測定
結果とを比較し、その差を最小化するように、仮定した
電気インピーダンス分布を補正する。補正後の電気イン
ピーダンス分布をもとに再度数値解析する。この繰り返
し計算により得た各電位差と測定結果との差が、所定値
以下となったときの分布を、対象物体の電気インピーダ
ンス分布とする。
の電極間に電流源を接続し、そのときの各電極間に生じ
た電位差を測定する。測定対象の電気インピーダンス分
布を仮定しておけば、その仮定した分布に対して接続電
流源を境界条件とした数値解析により、各電極間に生じ
る筈の電位差が計算できる。この解析結果と上述の測定
結果とを比較し、その差を最小化するように、仮定した
電気インピーダンス分布を補正する。補正後の電気イン
ピーダンス分布をもとに再度数値解析する。この繰り返
し計算により得た各電位差と測定結果との差が、所定値
以下となったときの分布を、対象物体の電気インピーダ
ンス分布とする。
以上述べた電気インピーダンス分布測定方法において
は、電流源及び電圧計がそれぞれ１個用意され、これを
各電極に順次接続して測定が行われるが、電流源の接続
電極及び電圧計の接続電極を重複なしにかつ必要なもの
を正しく選択する必要がある。
は、電流源及び電圧計がそれぞれ１個用意され、これを
各電極に順次接続して測定が行われるが、電流源の接続
電極及び電圧計の接続電極を重複なしにかつ必要なもの
を正しく選択する必要がある。
測定対象の外周に設けた電極の個数をＮ個とし、任意
の２個の電極を選んで電流源を接続すると、その接続の
仕方は、Ｎから２個を取り出す組合せ数NC2＝Ｎ（Ｎ−
１）/2通りある。この各々の場合に、電圧計を任意の２
個の電極に接続してその電位差を測ると、その接続の仕
方も同じくＮ（Ｎ−１）/2通りとなり、従って電流源と
電圧計の接続の仕方、つまり可能な測定の総回数はN
2（Ｎ−１）2/4になる。これはＮ＝４の場合でも36通り
と大きな数になる。しかし、対象物体は線形な受動回路
と考えられるので、Ｎ個の電極を節点としてもつ電気回
路とみなせる。回路理論によれば、Ｎ節点回路の独立な
節点方程式の数、即ち独立な電流源の接続方法の数はＮ
−１であり、同様にＮ節点回路の必要最小限の電圧測定
回数はＮ−１である。従って所要の総測定回数は（Ｎ−
１）２となるが、前記文献に示されているように相反定
理で関係づけられる測定が除かれ、独立かつ必要最小限
な総測定回数はＮ（Ｎ−１）/2になる。Ｎ＝４の場合６
通りでよい。ただし、このように必要最小限の測定回数
によって測定を行うためには、電流源及び電圧計の接続
電極を正しく選ぶ必要があるが、その選び方については
従来技術では明確にされていなかった。
の２個の電極を選んで電流源を接続すると、その接続の
仕方は、Ｎから２個を取り出す組合せ数NC2＝Ｎ（Ｎ−
１）/2通りある。この各々の場合に、電圧計を任意の２
個の電極に接続してその電位差を測ると、その接続の仕
方も同じくＮ（Ｎ−１）/2通りとなり、従って電流源と
電圧計の接続の仕方、つまり可能な測定の総回数はN
2（Ｎ−１）2/4になる。これはＮ＝４の場合でも36通り
と大きな数になる。しかし、対象物体は線形な受動回路
と考えられるので、Ｎ個の電極を節点としてもつ電気回
路とみなせる。回路理論によれば、Ｎ節点回路の独立な
節点方程式の数、即ち独立な電流源の接続方法の数はＮ
−１であり、同様にＮ節点回路の必要最小限の電圧測定
回数はＮ−１である。従って所要の総測定回数は（Ｎ−
１）２となるが、前記文献に示されているように相反定
理で関係づけられる測定が除かれ、独立かつ必要最小限
な総測定回数はＮ（Ｎ−１）/2になる。Ｎ＝４の場合６
通りでよい。ただし、このように必要最小限の測定回数
によって測定を行うためには、電流源及び電圧計の接続
電極を正しく選ぶ必要があるが、その選び方については
従来技術では明確にされていなかった。
本発明の目的は、電流源及び電圧計の接続電極を必要
最小限なものに正しく接続して、電気インピーダンス分
布を効率よく測定できる電気インピーダンス分布測定方
法を提供するにある。
最小限なものに正しく接続して、電気インピーダンス分
布を効率よく測定できる電気インピーダンス分布測定方
法を提供するにある。
前記の目的は次により達成される。まず、測定対象物
に設けた複数個の電極のうち任意の１つを基準電極とし
て選択し、この基準電極に、電流源及び電圧計の各一端
子をもとに接続する。次にその一端子を基準電極に接続
した電流源の他端子を、基準電極を除く電極へ順に切替
えて接続し、電流を供給する。電圧の測定は、１つの電
極（以下これを給電電極と呼ぶ）と基準電極に電流源が
接続されているときには、その給電電極及びその時点ま
でに電流源が接続されなかった（給電電極とならなかっ
た）電極全てに電圧計のもう一方の端子を順次接続し
て、その接続ごとに電圧を計測する（以下、これを第１
電圧測定法と記す）か、あるいは上記の基準電極及びそ
の時点までに既に電流源を接続した電極全てに電圧計の
もう一方の端子を順次接続して、その接続ごとに電圧を
計測する（以下、これを第２電圧測定法と記す）。
に設けた複数個の電極のうち任意の１つを基準電極とし
て選択し、この基準電極に、電流源及び電圧計の各一端
子をもとに接続する。次にその一端子を基準電極に接続
した電流源の他端子を、基準電極を除く電極へ順に切替
えて接続し、電流を供給する。電圧の測定は、１つの電
極（以下これを給電電極と呼ぶ）と基準電極に電流源が
接続されているときには、その給電電極及びその時点ま
でに電流源が接続されなかった（給電電極とならなかっ
た）電極全てに電圧計のもう一方の端子を順次接続し
て、その接続ごとに電圧を計測する（以下、これを第１
電圧測定法と記す）か、あるいは上記の基準電極及びそ
の時点までに既に電流源を接続した電極全てに電圧計の
もう一方の端子を順次接続して、その接続ごとに電圧を
計測する（以下、これを第２電圧測定法と記す）。
電極の個数をＮとし、基準電極をE1とする。また、電
流源の電極E1側とは違う端子を順次接続する電極、即ち
給電電極をその接続順にE2,E3,・・・ENとする。給電電
極をEjとしたときに電極E1とEiとの電位差を測ることを
測定Mijと呼ぶと、前記の第１電圧測定法では、まず給
電電極をE2として測定M22,M32,・・・MN2をこの順で行
い、次に給電電極をE3として測定M33,M43,・・・MN3を
行い、以下同様にして最後に給電電極をENとして測定MN
Nを行う。一方前記の第２電圧測定法では、まず給電電
極をE2として測定M22を行い、次に給電電極をE3として
測定M23,M33を行い、以下同様にして、最後に給電電極
をENとして測定M2N,M3N,・・・MNNをこの順で行う。こ
れは各測定Mijを行列要素と見て（Ｎ−１）×（Ｎ−
１）行列 を考えれば、第１電圧測定法は対角要素を含む下三角行
列に相当し、第２電圧測定法は対角要素を含む上三角行
列に相当する。
流源の電極E1側とは違う端子を順次接続する電極、即ち
給電電極をその接続順にE2,E3,・・・ENとする。給電電
極をEjとしたときに電極E1とEiとの電位差を測ることを
測定Mijと呼ぶと、前記の第１電圧測定法では、まず給
電電極をE2として測定M22,M32,・・・MN2をこの順で行
い、次に給電電極をE3として測定M33,M43,・・・MN3を
行い、以下同様にして最後に給電電極をENとして測定MN
Nを行う。一方前記の第２電圧測定法では、まず給電電
極をE2として測定M22を行い、次に給電電極をE3として
測定M23,M33を行い、以下同様にして、最後に給電電極
をENとして測定M2N,M3N,・・・MNNをこの順で行う。こ
れは各測定Mijを行列要素と見て（Ｎ−１）×（Ｎ−
１）行列 を考えれば、第１電圧測定法は対角要素を含む下三角行
列に相当し、第２電圧測定法は対角要素を含む上三角行
列に相当する。
ところで、回路理論でいう独立な電流源の接続方法と
いうのは、電極をその点とし、電流源を接続した２端子
間（２点間）にその辺が存在するグラフを考えると、そ
のグラフがループを持たないようにすることである。本
発明の方法では、電流源は一端を電極E1、他端を電極E
2,E3,・・・ENへ接続するから、第３図のようなグラフ
となってループがなく、独立な電流源の接続である。一
方、電流源を電極E1とEjに接続したときの電圧計の接続
電極は一方がE1、他方がEj,Ej＋1,・・・EN（第１電圧
測定法）、あるいは電極Ej,Ej−1,・・・E2（第２電圧
測定法）で、このいづれも第３図の形のグラフになる。
従って電圧計接続の方もループが形成されない。つまり
第１及び第２電圧測定法はいづれも独立な電圧測定だけ
から成っている。
いうのは、電極をその点とし、電流源を接続した２端子
間（２点間）にその辺が存在するグラフを考えると、そ
のグラフがループを持たないようにすることである。本
発明の方法では、電流源は一端を電極E1、他端を電極E
2,E3,・・・ENへ接続するから、第３図のようなグラフ
となってループがなく、独立な電流源の接続である。一
方、電流源を電極E1とEjに接続したときの電圧計の接続
電極は一方がE1、他方がEj,Ej＋1,・・・EN（第１電圧
測定法）、あるいは電極Ej,Ej−1,・・・E2（第２電圧
測定法）で、このいづれも第３図の形のグラフになる。
従って電圧計接続の方もループが形成されない。つまり
第１及び第２電圧測定法はいづれも独立な電圧測定だけ
から成っている。
一方、式（１）で示した行列の各要素Mijが示す測定
において、その測定時の給電電流と計測される電圧の比
は、基準電位を節点１（電極E1）にとったときのＮ節点
回路の節点方程式の係数であるアドミッタンスに対応す
る。相反定理は、このアドミッタンスが式（１）の主対
角線をはさんで対象であることを意味する。従って第１
電圧測定法のように主対角線を含んで下半分の電圧を測
定すれば、あるいは第２電圧測定法のように主対角線を
含んで上半分の電圧を測定すれば、相反定理で除外すべ
き電圧測定が同時に含まれることはない。さらに、第１
あるいは第２電圧測定法いづれもその測定の総回数は式
（１）から明らかなように （Ｎ−１）＋（Ｎ−２）＋・・・＋２＋１＝Ｎ（Ｎ−
１）/2 となり、これは必要最小限な電圧測定の回数に一致す
る。即ち第１及び第２電圧測定法のいづれかによって、
所望の測定が無駄なく行なえる。
において、その測定時の給電電流と計測される電圧の比
は、基準電位を節点１（電極E1）にとったときのＮ節点
回路の節点方程式の係数であるアドミッタンスに対応す
る。相反定理は、このアドミッタンスが式（１）の主対
角線をはさんで対象であることを意味する。従って第１
電圧測定法のように主対角線を含んで下半分の電圧を測
定すれば、あるいは第２電圧測定法のように主対角線を
含んで上半分の電圧を測定すれば、相反定理で除外すべ
き電圧測定が同時に含まれることはない。さらに、第１
あるいは第２電圧測定法いづれもその測定の総回数は式
（１）から明らかなように （Ｎ−１）＋（Ｎ−２）＋・・・＋２＋１＝Ｎ（Ｎ−
１）/2 となり、これは必要最小限な電圧測定の回数に一致す
る。即ち第１及び第２電圧測定法のいづれかによって、
所望の測定が無駄なく行なえる。
以下、本発明の一実施例を説明する。第４図は電気イ
ンピーダンスCT法を応用したCTシステムの全体構成を示
すブロック図である。第４図において、原子炉の配管内
気液二相流や生体等の測定対象物１には、４個の電極E1
〜E4を設ける。CTシステム２は電気インピーダンス分布
測定装置３と、CT像の再構成装置４から成っている。電
気インピーダンス分布測定装置３は、再構成装置４から
指令信号６が与えられると、ケーブル５を介して測定対
象物１の電気インピーダンス分布を測定し、測定が終了
すると指令信号７と測定データ８を再構成装置４に転送
する。
ンピーダンスCT法を応用したCTシステムの全体構成を示
すブロック図である。第４図において、原子炉の配管内
気液二相流や生体等の測定対象物１には、４個の電極E1
〜E4を設ける。CTシステム２は電気インピーダンス分布
測定装置３と、CT像の再構成装置４から成っている。電
気インピーダンス分布測定装置３は、再構成装置４から
指令信号６が与えられると、ケーブル５を介して測定対
象物１の電気インピーダンス分布を測定し、測定が終了
すると指令信号７と測定データ８を再構成装置４に転送
する。
第５図は第４図の電気インピーダンス分布測定装置３
の詳細構成を示すブロック図である。マルチプレクサ1
2,13はその端子M1〜M4が測定対象物１の電極E1〜E4に接
続され、給電及び電圧測定時の電極選択を行う。基準電
極は電極E1とし、これは接地されている。電流源18の一
端は、抵抗器19、マルチプレクサ12のスイッチSW0を介
して端子M1、つまり基準電極E1に常に接続しておき、も
う一端はマルチプレクサ12内でスイッチSW1により端子M
2〜M4のいづれかに接続される。ここで抵抗器19は、電
流源18の電流値が後段のA/D変換器14により読みとれる
ようにするための電流電圧変換手段である。レジスタ16
は、A/D変換器14の変換値をアドレス指定により大量に
格納するために設けられている。
の詳細構成を示すブロック図である。マルチプレクサ1
2,13はその端子M1〜M4が測定対象物１の電極E1〜E4に接
続され、給電及び電圧測定時の電極選択を行う。基準電
極は電極E1とし、これは接地されている。電流源18の一
端は、抵抗器19、マルチプレクサ12のスイッチSW0を介
して端子M1、つまり基準電極E1に常に接続しておき、も
う一端はマルチプレクサ12内でスイッチSW1により端子M
2〜M4のいづれかに接続される。ここで抵抗器19は、電
流源18の電流値が後段のA/D変換器14により読みとれる
ようにするための電流電圧変換手段である。レジスタ16
は、A/D変換器14の変換値をアドレス指定により大量に
格納するために設けられている。
マルチプレクサ13は電圧測定のための電極選択を行
い、その端子M1（基準電極E1に接続、接地）はスイッチ
SW0を介してA/D変換器15の一端子に接続され、電極E2〜
E4に接続された端子M2〜M4は、スイッチSW1を介してA/D
変換器15のもう一方の端子へ接続される。A/D変換器15
の変換値は、アドレス指定による大量データを格納でき
るレジスタ17へ送られる。なお、A/D変換器14及びA/D変
換器15の変換値は、給電電流や測定電圧が正しく読みと
れるように予め校正しておく。
い、その端子M1（基準電極E1に接続、接地）はスイッチ
SW0を介してA/D変換器15の一端子に接続され、電極E2〜
E4に接続された端子M2〜M4は、スイッチSW1を介してA/D
変換器15のもう一方の端子へ接続される。A/D変換器15
の変換値は、アドレス指定による大量データを格納でき
るレジスタ17へ送られる。なお、A/D変換器14及びA/D変
換器15の変換値は、給電電流や測定電圧が正しく読みと
れるように予め校正しておく。
制御チップ11には、本発明の特徴とする測定点の選択
法をROM化した制御回路を搭載しておく。またマルチプ
レクサ12,13、A/D変換器14,15、レジスタ16,17、及びCT
像の再構成装置４等に対して指令信号を送出するための
信号ライン７及び21〜26を設ける。
法をROM化した制御回路を搭載しておく。またマルチプ
レクサ12,13、A/D変換器14,15、レジスタ16,17、及びCT
像の再構成装置４等に対して指令信号を送出するための
信号ライン７及び21〜26を設ける。
次に、電気インピーダンス分布測定装置３の動作を制
御チップ11の制御に沿って説明する。第６図は制御チッ
プ11の制御概要を示すフローチャートである。制御チッ
プ11は、再構成装置４からの測定開始を示す指令信号６
を待ち（ステップ600）、指令信号６を受信すると制御
回路内部を初期化する（ステップ601）。続いて電流供
給及び電圧測定のための電極選択（マルチプレクサ12,1
3のスイッチ制御、ステップ602）、電流、電圧値のA/D
変換器14,15による取り込み（ステップ603）、及び取り
込んだデータのレジスタ16,17への格納（ステップ604）
を行う。このステップ602〜604は各測定ごとに繰り返さ
れるが、繰り返しは第６図では省略した。全測定が終了
すると、全測定点の測定データ８をCT像の再構成装置４
にDMA転送する（ステップ605）。
御チップ11の制御に沿って説明する。第６図は制御チッ
プ11の制御概要を示すフローチャートである。制御チッ
プ11は、再構成装置４からの測定開始を示す指令信号６
を待ち（ステップ600）、指令信号６を受信すると制御
回路内部を初期化する（ステップ601）。続いて電流供
給及び電圧測定のための電極選択（マルチプレクサ12,1
3のスイッチ制御、ステップ602）、電流、電圧値のA/D
変換器14,15による取り込み（ステップ603）、及び取り
込んだデータのレジスタ16,17への格納（ステップ604）
を行う。このステップ602〜604は各測定ごとに繰り返さ
れるが、繰り返しは第６図では省略した。全測定が終了
すると、全測定点の測定データ８をCT像の再構成装置４
にDMA転送する（ステップ605）。
以上の処理の内、本発明の特徴とするのはステップ60
2〜604であり、この処理の詳細を次に述べる。第１図は
第１電圧測定法の場合の詳細を示すフローチャートであ
る。今第４図で示したように、対象物体１に設けた電極
を４個とする。制御チップ11はステップ100にて指令信
号６の到来を確認すると、ステップ101で次の３つの制
御変数の初期値を設定する； 電極の設置総数Ｎ＝４ 電流源の切替変数CH12＝２ 電圧計の切替変数CH13＝２ 次にステップ102で信号ライン21,22（第５図）に指令
を出して、変数CH12の値によりマルチプレクサ12のスイ
ッチSW1を切替える。即ち、CH12の値がそれぞれ2,3,4の
とき、端子M2,M3,M4にSW1を接続する。またステップ103
では、同様にして変数CH13の値によりマルチプレクサ13
のスイッチSW1を切替る。ステップ104では、信号ライン
23,24に指令信号を出して、A/D変換器14,15により、そ
のときマルチプレクサ12により選択された電極へ流入し
ている電流値と、マルチプレクサ13により選択された電
極の電圧とを取り込む。ステップ105では変数CH12,変数
CH13が示す電極に対応するレジスタ16,17のアドレスへ
ステップ104で取り込んだ測定データを格納する。これ
で１回の電圧の測定が終わり、ステップ106で変数CH13
の値を判定する。この値がＮ＝４になっていないときは
ステップ107で変数CH13の値を＋１してステップ103へ戻
り、次の電極での電圧測定を行う。ステップ106の判定
でCH13＝４となるとステップ108へ進み（ここで１つの
電流源接続位置に対する電圧測定が全て終わる）、変数
CH12の値を判定する。もしCH12＝４になっていなけれ
ば、ステップ109で変数CH12の値を＋１更新した後CH13
＝CH12とする。その後ステップ102へ戻り、次の電極へ
電流源をつなぎ、測定を始める。ステップ108の判定でC
H12＝４となれば、全電極への給電が終わり、必要な測
定が全て終了しているので、ステップ110へ進み、信号
ライン25,26に指令信号を送ってレジスタ16,17の電流、
電圧の測定データをCT像再構成装置４に転送する。
2〜604であり、この処理の詳細を次に述べる。第１図は
第１電圧測定法の場合の詳細を示すフローチャートであ
る。今第４図で示したように、対象物体１に設けた電極
を４個とする。制御チップ11はステップ100にて指令信
号６の到来を確認すると、ステップ101で次の３つの制
御変数の初期値を設定する； 電極の設置総数Ｎ＝４ 電流源の切替変数CH12＝２ 電圧計の切替変数CH13＝２ 次にステップ102で信号ライン21,22（第５図）に指令
を出して、変数CH12の値によりマルチプレクサ12のスイ
ッチSW1を切替える。即ち、CH12の値がそれぞれ2,3,4の
とき、端子M2,M3,M4にSW1を接続する。またステップ103
では、同様にして変数CH13の値によりマルチプレクサ13
のスイッチSW1を切替る。ステップ104では、信号ライン
23,24に指令信号を出して、A/D変換器14,15により、そ
のときマルチプレクサ12により選択された電極へ流入し
ている電流値と、マルチプレクサ13により選択された電
極の電圧とを取り込む。ステップ105では変数CH12,変数
CH13が示す電極に対応するレジスタ16,17のアドレスへ
ステップ104で取り込んだ測定データを格納する。これ
で１回の電圧の測定が終わり、ステップ106で変数CH13
の値を判定する。この値がＮ＝４になっていないときは
ステップ107で変数CH13の値を＋１してステップ103へ戻
り、次の電極での電圧測定を行う。ステップ106の判定
でCH13＝４となるとステップ108へ進み（ここで１つの
電流源接続位置に対する電圧測定が全て終わる）、変数
CH12の値を判定する。もしCH12＝４になっていなけれ
ば、ステップ109で変数CH12の値を＋１更新した後CH13
＝CH12とする。その後ステップ102へ戻り、次の電極へ
電流源をつなぎ、測定を始める。ステップ108の判定でC
H12＝４となれば、全電極への給電が終わり、必要な測
定が全て終了しているので、ステップ110へ進み、信号
ライン25,26に指令信号を送ってレジスタ16,17の電流、
電圧の測定データをCT像再構成装置４に転送する。
以上の第１図の処理により、電流源の端子を電極E1と
Ejに接続し、電圧計（第５図ではA/D変換器15）の端子
をE1とEiに接続した時の電圧測定を、前述のようにMij
と表したとき、第７図に示した測定Mijの行列上を図示
の実線の矢印の順にM22からM44までの測定が実行され
る。
Ejに接続し、電圧計（第５図ではA/D変換器15）の端子
をE1とEiに接続した時の電圧測定を、前述のようにMij
と表したとき、第７図に示した測定Mijの行列上を図示
の実線の矢印の順にM22からM44までの測定が実行され
る。
次に、第２図は第２電圧測定法の場合の詳細処理を示
すフローチャートである。この処理のステップ200〜205
及びステップ208〜210の各々は、第１図のステップ100
〜105及びステップ108〜110の各々と全く同じであり、
ステップ206,207のみが異なっている。即ちステップ206
では、変数の判定がCH13＝２になるかを調べることであ
り、ステップ207では変数CH13の更新がCH13＝CH13−１
となることである。第２図の処理は、容易にわかるよう
に、第７図の点線矢印で示した順序でM22からM24までの
処理が順に実行される。
すフローチャートである。この処理のステップ200〜205
及びステップ208〜210の各々は、第１図のステップ100
〜105及びステップ108〜110の各々と全く同じであり、
ステップ206,207のみが異なっている。即ちステップ206
では、変数の判定がCH13＝２になるかを調べることであ
り、ステップ207では変数CH13の更新がCH13＝CH13−１
となることである。第２図の処理は、容易にわかるよう
に、第７図の点線矢印で示した順序でM22からM24までの
処理が順に実行される。
以上のように、第１図、第２図に示した処理の実施例
により、必要最小限の電圧測定が自動的に実行され、必
要なデータがすべて揃ってCT再構成装置４へ送られる。
CT再構成装置４の構成及び動作は従来技術として公知の
ものであるが、それを簡単に説明しておく。第８図はCT
再構成装置４の構成を示すブロック図で、キーボード28
からの指令信号30により、マイクロコンピュータ27は指
令信号６の送出によて電気インピーダンス分布測定装置
３に測定データ８を要求し、指令信号７によって測定デ
ータ８を読み込む。その後、マイクロコンピュータ27は
第９図に示すように、電気インピーダンスCT像の再構成
計算を実行する。まず、測定対象物のインピーダンス分
布σを仮定し（ステップ900）、接続電流源の測定デー
タを境界条件として電位分布等の数値計算を実行する
（ステップ901）。電位分布の計算値が測定値に一致し
ないときは（ステップ902）、仮定したインピーダンス
分布σを補正して（ステップ903）、電位分布の再計算
を繰り返す（ステップ901）。測定値に一致したとき
（ステップ902）、マイクロコンピュータ27はCRT表示器
29にインピーダンスの計算値を表示する（ステップ90
4）。
により、必要最小限の電圧測定が自動的に実行され、必
要なデータがすべて揃ってCT再構成装置４へ送られる。
CT再構成装置４の構成及び動作は従来技術として公知の
ものであるが、それを簡単に説明しておく。第８図はCT
再構成装置４の構成を示すブロック図で、キーボード28
からの指令信号30により、マイクロコンピュータ27は指
令信号６の送出によて電気インピーダンス分布測定装置
３に測定データ８を要求し、指令信号７によって測定デ
ータ８を読み込む。その後、マイクロコンピュータ27は
第９図に示すように、電気インピーダンスCT像の再構成
計算を実行する。まず、測定対象物のインピーダンス分
布σを仮定し（ステップ900）、接続電流源の測定デー
タを境界条件として電位分布等の数値計算を実行する
（ステップ901）。電位分布の計算値が測定値に一致し
ないときは（ステップ902）、仮定したインピーダンス
分布σを補正して（ステップ903）、電位分布の再計算
を繰り返す（ステップ901）。測定値に一致したとき
（ステップ902）、マイクロコンピュータ27はCRT表示器
29にインピーダンスの計算値を表示する（ステップ90
4）。
なお、以上の実施例では測定対象物の設置電極数Ｎを
４としたが、一般にＮ個のときは第１図のステップ106,
108及び第２図のステップ208の判定条件式の右辺を４か
らＮに変えるだけでよく、Ｎ（Ｎ−１）/2回の独立測定
が容易に実現できる。
４としたが、一般にＮ個のときは第１図のステップ106,
108及び第２図のステップ208の判定条件式の右辺を４か
らＮに変えるだけでよく、Ｎ（Ｎ−１）/2回の独立測定
が容易に実現できる。
本発明によれば、測定対象物の電気インピーダンス分
布測定に必要でかつ最小限の測定を自動的に効率よく行
え、短時間もしくは実時間計測が可能になるという効果
があり、またそのために用いる制御回路はLSIで容易に
実現できるから、装置の小形化、軽量化及び低価格化が
図れる。
布測定に必要でかつ最小限の測定を自動的に効率よく行
え、短時間もしくは実時間計測が可能になるという効果
があり、またそのために用いる制御回路はLSIで容易に
実現できるから、装置の小形化、軽量化及び低価格化が
図れる。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の方法を実行する処
理手段の実施例を示すフローチャート、第３図は独立な
接続法の説明図、第４図は電気インピーダンスCTの構成
を示すブロック図、第５図及び第６図は本発明の方法を
実行する電気インピーダンス分布測定装置の詳細な構成
を示すブロック図及びその動作概要を示すフローチャー
ト、第７図は第１図及び第２図のフローチャートによる
処理の説明図、第８図及び第９図はCT像の再構成装置の
構成を示すブロック図及びその動作を示すフローチャー
トである。 １……測定対象物、３……電気インピーダンス分布測定
装置、４……CT像の再構成装置、８……測定データ、11
……制御チップ、12,13……マルチプレクサ、14,15……
A/D変換器、16,17……レジスタ、18……電流源、19……
抵抗器。
理手段の実施例を示すフローチャート、第３図は独立な
接続法の説明図、第４図は電気インピーダンスCTの構成
を示すブロック図、第５図及び第６図は本発明の方法を
実行する電気インピーダンス分布測定装置の詳細な構成
を示すブロック図及びその動作概要を示すフローチャー
ト、第７図は第１図及び第２図のフローチャートによる
処理の説明図、第８図及び第９図はCT像の再構成装置の
構成を示すブロック図及びその動作を示すフローチャー
トである。 １……測定対象物、３……電気インピーダンス分布測定
装置、４……CT像の再構成装置、８……測定データ、11
……制御チップ、12,13……マルチプレクサ、14,15……
A/D変換器、16,17……レジスタ、18……電流源、19……
抵抗器。
Claims (4)
- 【請求項１】測定対象物の外周に複数個の電極を設け、
該電極の１つを基準電極と定めて電流供給用の電流源の
１つの端子及び電圧計の１つの端子をともに固定端子と
して上記基準電極に固定して接続し、上記電流源のもう
一方の端子を移動端子として上記基準電極以外の電極に
順次接続するとともに、上記電流源の移動端子が１つの
電極に接続されているときには、該接続されている電極
及びそれまでに上記移動端子が接続されなかった電極に
上記電圧計のもう一方の端子である移動端子を順次接続
して該接続ごとに上記電流源からの供給電流と上記電圧
計の示す電圧とを測定データとして計測し記憶手段に格
納するという電流・電圧測定を行い、上記電流源の移動
端子が基準電極以外のすべての電極に接続されたときの
上記電流・電圧測定がすべて完了した後に上記記憶手段
に格納された測定データから上記測定対象物の電気イン
ピーダンス分布を求めることを特徴とする電気インピー
ダンス分布測定方法。 - 【請求項２】測定対象物の外周に複数個の電極を設け、
該電極の１つを基準電極と定めて電流供給用の電流源の
１つの端子及び電圧計の１つの端子をともに固定端子と
して上記基準電極に固定して接続し、上記電流源のもう
一方の端子を移動端子として上記基準電極以外の電極に
順次接続するとともに、上記電流源の移動端子が１つの
電極に接続されているときには、該接続されている電極
及びそれまでに上記移動端子が接続された電極に上記電
圧計のもう一方の端子である移動端子を順次接続して該
接続ごとに上記電流源からの供給電流と上記電圧計の示
す電圧とを測定データとして計測し記憶手段に格納する
という電流・電圧測定を行い、上記電流源の移動端子が
基準電極以外のすべての電極に接続されたときの上記電
流・電圧測定がすべて完了した後に上記記憶手段に格納
された測定データから上記測定対象物の電気インピーダ
ンス分布を求めることを特徴とする電気インピーダンス
分布測定方法。 - 【請求項３】前記電極の個数をＮとし、各電極を、前記
基準電極を電極１、前記電流源の移動端子が接続される
電極をその接続順に電極２〜電極Ｎと番号付けするとと
もに、上記電流源の移動端子が上記電極ｊ（２≦ｊ≦
Ｎ）に接続されているときには前記電圧計の移動端子を
上記電極j,電極ｊ＋1,・・・電極Ｎの順に接続して前記
電流・電圧測定を行うことを特徴とする請求項１記載の
電気インピーダンス分布測定方法。 - 【請求項４】前記電極の個数をＮとし、各電極を、前記
基準電極を電極１、前記電流源の移動端子が接続される
電極をその接続順に電極２〜電極Ｎと番号付けするとと
もに、上記電流源の移動端子が上記電極ｊ（２≦ｊ≦
Ｎ）に接続されているときには前記電圧計の移動端子を
上記電極j,電極ｊ−1,・・・電極２の順に接続して前記
電流・電圧測定を行うことを特徴とする請求項２記載の
電気インピーダンス分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23724289A JPH087246B2 (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 電気インピーダンス分布測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23724289A JPH087246B2 (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 電気インピーダンス分布測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100447A JPH03100447A (ja) | 1991-04-25 |
| JPH087246B2 true JPH087246B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17012502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23724289A Expired - Fee Related JPH087246B2 (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 電気インピーダンス分布測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087246B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007309797A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Espec Corp | 抵抗測定装置及び抵抗測定方法 |
| JP2009074923A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Atlus:Kk | 導電材料製構造物の損傷検出方法 |
| US8264246B2 (en) * | 2010-01-05 | 2012-09-11 | General Electric Company | Electrical network representation of a distributed system |
| JP6423183B2 (ja) * | 2014-06-25 | 2018-11-14 | 株式会社Ihi | トモグラフィ計測方法 |
| JP6496174B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2019-04-03 | 新日鐵住金株式会社 | タンクの底板の損傷を検査する検査方法 |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP23724289A patent/JPH087246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03100447A (ja) | 1991-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |