Development and validation of a technique of measurement of the void fraction by X-ray tomography

Mise au point et qualification d'une technique de mesure du taux de présence local par tomographie à rayons X

Emmanuel Jouet (1)

1 TIMC-IMAG-GMCAO - Gestes Medico-chirurgicaux Assistés par Ordinateur

The aim of this etudy la to develop an instrumentation to measure the local void fraction man in an air - water flow by X-ray tomography. Alter an exhaustive literature survey, the selected reconstruction algorithme are compared to choose the mort effective. Several improvements are added and tested to enhance the reconstruction accuracy in the vicinity of the pipe walls. An experimental parallel beam tomographie bench hm been developed and ils operating parameters have been optimized. The acquisition system and the reconstruction algorithm are used to man phantoms, homogeneous or non - homogeneous air - water bubbly flows and bundle flows with regular or interlaced sampling echeme. The method la validated by comparing with the void fraction mana memured with an optical probe. At the end, the method la extended to the fan-beam geometry.

Cette étude a pour objectif le développement d'un instrument de mesure du taux de présence local d'un écoulement eau - air par tomographie à rayons X. Après une analyse bibliographique exhaustive, les algorithmes de reconstruction retenus sont comparés afin de sélectionner le plus efficace. Afin d'améliorer la précision de reconstruction au voisinage des parois, plusieurs améliorations de cet algorithme sont rajoutées et testées. En parallèle, un dispositif expérimental a été mis au point et ses paramètres d'acquisition ont été optimisés. L'ensemble chaîne de mesure et algorithme de reconstruction est ensuite mis en oeuvre sur des mesures en géométrie parallèle de fantômes et d'écoulements eau-air homogènes, non homogènes et autour de faisceaux de tubes carrés et cylindriques. Ces mesures sont réalisées avec deux schémas d'échantillonnage : régulier et entrelacé. La comparaison des cartes de taux de présence local tomographiques avec les cartes obtenues par une sonde optique permet de valider la méthode développée. Enfin, l'extension de la méthode à la géométrie en éventail (fan-beam) est étudiée.

Mots clés: Ecoulements diphasiques; instrumentation; taux de présence local; tomographie à rayons X; algorithme de reconstruction

Domaines: Physique [physics]

Emmanuel Jouet. Mise au point et qualification d'une technique de mesure du taux de présence local par tomographie à rayons X. Physique [physics]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005372⟩