Electrical capacitance tomography two-phase oil-gas pipe flow imaging by the linear back-projection algorithm

Resumen

La Tomografía de Capacitancia Eléctrica (TCE) es una nueva tecnología capaz de lidiar con la complejidad de la medición de flujos bifásicos de gas-aceite, derivando la distribución de componentes en dos planos adyacentes a lo largo de un ducto. Una de sus aplicaciones más prometedoras es la visualización de flujos de gas y aceite. TCE ofrece algunas ventajas sobre otras modalidades tomográficas: no hay radiación, una respuesta rápida, bajo costo, es una técnica no intrusiva y no invasiva, y la posibilidad de operar con altas temperaturas y altas presiones. El método denominado "linear back-projection (LBP)" es una de las técnicas más populares que se emplean en la reconstrucción de imágenes a partir de datos de tomografía de capacitancia eléctrica. A pesar de su pobre exactitud, es un procedimiento simple y rápido capaz de operar en tiempo real en muchas aplicaciones y ha permanecido como una opción muy popular. Sin embargo, desde que fue propuesto por vez primera ha carecido de un suporte formal, en el contexto de esta aplicación. Su única justificación radica en que es una adaptación de un método comúnmente empleado en la tomografía médica de rayos X, así como en el hecho de que produce imágenes útiles (aunque sólo "cualitativamente" buenas). En este trabajo se presenta una forma ilustrativa de interpretar el método LBP. Se muestra cómo el método LBP está basado en la linealización de una forma normalizada del problema directo. Más específicamente, el problema directo normalizado se aproxima mediante una serie de hiperplanos. La matriz de reconstrucción utilizada en el método LBP resulta ser una transpuesta "ponderada" del operador lineal (matriz) que define el problema directo normalizado. Los renglones de esta última matriz contienen la información de los mapas de sensitividades empleados en el método LBP.