Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   6 ,  Decem ber   201 9 , p p.   5628 ~ 5635   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 6 . pp5628 - 56 35           5628       Journ al  h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Experim ent s tud y of usin g  p ar allel  plate s en sor for the  det ec tion  of c ondu ctive  m aterial       N.  L ok m anul ha kim ,  W.   N . Abd  Rashid ,  N.   H. Hussi n , M . F . Mu khta r   Depa rtment  o f  E le c troni c   and   Co m pute r  Engi n ee r ing  T ec hnolog y ,   Univer siti   Te kn i kal   Ma lay sia   Me la ka ,   Ma lay sia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J a n   11 , 2 01 9   Re vised  Ju l   2 3 ,  201 9   Accepte d  J ul   30 , 2 01 9       Gold  is  one  of   the   pre ci ous  m et al   tha t  has  a  good  demand  m ark et   in    the   world.   Due  to  tha t,   m an y   fr aud  ca ses  happen  espe ci a lly   wh en  dea li n g   with  the   je welr y.   Thus,   ver if y in g  gold  cont ent   i s  important   and  nee d  to  be   done  with   the  b est  t ec hniqu es.   Thi s  pap er   in tro duce s  an   EC T  s ensor  of  two   par allel   p lates  u sing  square   elec t rode s.  Thi s  sens or  was  inve stigated  e it her   it  ca pab le   to  d etec t  the   conduc t ive  m at eri a ls;  Gold .   A  complet e   ar c hit e ct ure   of   a  s y st em  is  d esi gned  which   in clude  th e  sensor  design,   the  m ain  con tro ll er   unit   design  and  gra phic   user  in t erf ace  (GU I).   A  two - pla te   EC T  sensor  with     2  el ectrode s  eac h  pla te   will   fab ric a te   on  t he  pr int ed  ci r cuit  boar d  (PCB ).   Thi s  expe r iment  will   implement  sing l e  ele ct rode   excitatio n  m et hod.   W hen  el ectrode   1  was  inj ec t ed  b y   th e  source ,   el e ct rode s  othe r  than  el ectrod e   1  are   at   the   virt ual  e art h  p ote ntial  or   call ed  as  de tecti n g  el e ct rod e .   Inde pende n t  c ap ac i ta nc e  m ea sur ements  were   ta k en  from   the   three  elec trode s   with  diff ere nt   e xci t at ion   fre qu e nc y .   The  fre qu e nc y   wil l  var y   fr om   50Hz  to  9. 5MH z.   Th e  ex per iment  resul t  show s  tha t  the   two  par allel   p la t e  ECT   sensor   is a bl e  to   m ea sur e  th e conduc t ive  m at eri a ls.     Ke yw or d s :   Cond uctive m a te rial     Ele ct rical   c apa ci ta nce    Go l d   Parall el  p la te  s ens or   Square  elec tro de     Tom og ra ph y   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Nor Hafiza h  B inti  H ussi n,    Dep a rtm ent o f El ect ric Engin eerin g  Tec hnol og y,   Un i ver sit i Te knikal M al ay sia  Mel aka,   Hang T ua h  Jay a, 76 100 D ur ia n  T unggal ,  Me l aka ,   Mal a y s ia .   Em a il :  no r haf i zah. hussin @u t e m .ed u. m y       1.   INTROD U CTION     Go l d  is  the   ye ll ow   pr eci ous  m e ta l  that  has  been  use d  in  m any  app li cat io ns   li ke s  m edici ne,   el ect ro nics ,  j e welry,  i nv est m ent,  a nd   ot hers .  T hu s ,  go l d  is  on e   of  t he  c omm od it ie s  wh ic h  has   high  de m and   in   the  global  m ar ket  especial ly   in  j e welry   in dustrie s.  More  t ha n  75%  of  gol d  outp ut  was  proces sed   int o  je welry .  The  m isrepr es entat ion  of  gold  c on te nt  has  been  a  s ource   of  co nce rn  at   a ll   le vels  of  the   industries .   I n  ot her   t o  secur e  t he  pu r it y  o f  gold  a nd  to  protect   the  retai le r  a nd  co nsum er  from   fr aud,  the   detect ion   of   go l d  is    ver y i m po rta nt .     Ther e  a re  a  nu m ber   of   te ch niq ue s  ha ve  ev ol ved   over  the  y ears  f or   deter m ining   gold  c on te nt  ei ther   us in g  the  a ncie nt   or  m od er n  te chn i qu e .  Cu pe ll at ion   (f ir e   a ssay )  [ 1]   is  on e  of   t he  tra diti on al   m et ho ds   t hat  has   been   us e d  wor ldwid e  f or   go l d  dete rm inati o n  an d  it   sti ll   re m ai ns   the  m os t  accu rate  m et hod.Hen ce ,  i t  was  ac cepted to  be com e  the standa rd  tech nique to b e com par e d and  cove red  i n  the I S O  1142 6:1993  [ 2] .  H oweve r,   this  proce dure   is  a  non - dest ru ct ive  m et hod  beca us e  sa m ple  being   de stroyed  a s  it   sh ould  be  m el t ed  [ 3] .    Fo r   the  m od e r n  te ch nique,   th ere  are   fe w  a na ly ti cal   m et ho ds   that  bee n  pract ic e  fo r   assa y  go l d  s uch  as   X - ray  flu or esce nce  ( XRF).  XRF  i s  the  m os t  popula r   nucl ear   m e tho d  that   is  us e d  t o  var ie d  go l d  but  this    te chn iq ue  ha d  lim it ed  to  te stin g  the  s urface   and   it s   abili ty  about  the  inne r  detai ls  of   te st  sa m ples  rem ai ns   unknow n  [ 4] ,  [5] .  T he  oth e r  te chn iq ues   tha t  us ually   pract ic   for  va rifyi ng  go l d  is  I nduc ti ve  Co up le   P la s m a  (I CP )  [6 ,  7] ,  A tom ic   Ab s orption   Sp ect ro m etr y  (AAS )  [8 ,  9] ,   Com pu te d  T om og ra ph y,  a nd  the  la te st  inve ntio n  is usin g D ual E nergy  of  Mi cr o - Com pu te d To m og raphy.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Experime nt st udy  of usi ng  pa r allel  p late se nsor f or  the   detec ti on   of con duct iv e m ateri al (N . Lokm anul ha k im)   5629   Each  te c hn i qu e   ha ve  t heir  own   ad va ntages ,  ne ve rtheless   f or  an   ideal   m eth od  of  assay in g   go l d  c oul d  consi der  fe w   facto rs  s uc h   as  reli able,   si m ple,  ra pid ,  i nexpe ns iv e,  an d  al s o  non - dest ru ct iv e  [10] .   Non -   destr uctive  te st  (N DT )   is  on e  of   the  i m po rtant   fact or s   f or  ens ur i ng   that  the  fine ness  of  gold  c an  be  m ai ntained  [11 ,   12] .  M or e   recent  at te ntion   has  fo c us e d  on  the  a pp li cat ion   of   Ele ct rical   Ca pacit ance   Tom og ra ph y  ( ECT)  te ch niqu e  to  exam ine  t he  co ntents   of   go l d  j e well ery .   Hisyam   et   a l  (20 16),   hav e   st ud ie d   on   de velo ping   a  new   te c hniqu e  us in g  th e  par al le l  plate   Ele ct rical   C apacit ance  T om og raphy  to  chec k   the  co nte nt  of  go l d  bar  w hich   prom isi ng   re s ult  to  as say   the   purity   an d  fin eness  of  go l d  [ 13 ] .   ECT  was  know n  as  one  of  the  m os t  dev el op e d  tom og ra phic   m od al it ie s  a mo ng  m any  indu stria l  process  t om og ra ph y  te c hn i qu e s   This  is  beca use ,  ECT   te ch niq ue s  a re  non - r adioacti ve ,  no n - i ntrusive  a nd  non - in vasive ,  hi gh  im aging  sp e e d  and  lo w  c os t  [ 14 ,  15] .   Ot her  than   that,   EC T  al so   has   im plem ent  in  m a ny  in dustria l  a pp li cat io ns ,  i nc lud in g   the  fl ow   m easur em ent  in  the   oil  pip el i nes  [ 16 ,  17] ,  wet  ga s  sepa rato rs,   flu idize d  bed s   [18 ,  19] ,  pne um at ic  conveyo rs  a nd   gas/s olids  cy cl on es   [ 20 ,  21] .  This  s how n  that  ECT  wa s  a  m at ur e  te chn i qu e   an d  it   can  be   app li ed  in  var i ou s  a pp li cat io n.   T her e fore,  the  wr it er   wou ld  li ke  to  purpose  to  us e  the   ECT  te chn iq ue  f or   ver ify in g   t he  cond uctive  m at erial s.  The   ob j ect ive  of  this   pa per  is   to  i de ntify  the  e ff e ct iveness  of  usi ng  a  par al le l   plate   s ens or   m et hod  for   the   m easurem ent  of  the   c ond uctive  m ater ia l  su c h  as   gold  ba r,   al um i niu m ,   and   ir on.       2.   FUND AM E N TAL OF  ECT   The  ba sic   co ncep t  of   ECT   is  to  m easure   var ia ti ons  of  capac it ance   betwee n  el ect rode  pair s ,   then  it   will   ge ner at e   a  c ro s s - sect io nal   i m age.  T his  cr oss - sect io nal   i m age  will   re pr e sent   the  per m i tt ivit y   distrib ution   an d  m at erial  d ist r ibu ti on  [22 - 24] . F ig ur e  1  desc ribes  the  w ho le  syst e m  o f  ECT w hich  is c onsist  of   three m ai n  unit s:      T he  se nsor  w it h  m ulti - el ect ro des,      T he  ca pacit anc e m easur ing  ci rcu it , a nd     A   c om pu te r  f or  hardw a re c on trol a nd d at a  pr ocessin g, inclu ding im age r ec on st ru ct io n.           Figure  1. O verview  of the   EC T   syst em       Figure  1  s how s  a  se gm ented  ECT  syst em   with  a  se nsor   com pr isi ng   of  6  el ect r od es ,  a   capaci ta nce   m easur em ent  ci rcu it ,  a  cent ral  con t ro l  un it ,  and   a  co ntro l  PC.  T he  el ect ro de  wh i ch  is  norm al l y  bu il t    from   a  cond uc ti ve  plate   act s  as  t he  se ns i ng  s urface  t ha t  has  a   direct   co nnect ion  to   the  m easur in g  a rea.    The  el ect r od e   pro vid es  e xc it at ion   sign al s   and  co nverts   capaci ta nces   into  vo lt age   si gn al s,   w hi ch  ar e     then  c onditi oned   an d  dig it iz ed  f or   data   acq uisit ion .  The  ca pacit an ce  m easur ing  ci rcu it ,  known  a s     the  sign al   c onditi on in g  ci rc ui t,  is  us ed  to  c ollec t  data  and  to  conve rt  m easur em ent  read in gs   into  di giti zed   resu lt s.  T he  ce ntral  co ntr ol  uni t  synch roniz es  al l  op erati ons  an d  facil it ates  the  trans fe r  of   data  to  the  con t rol   PC.  T he  c on trol  PC   recei ves  t he  m easur em ent  rea din gs,  st or es   t he  ac quired   data,  a nd  vis ualiz es     reconstr ucted  im ages.   Fo r  ECT  syst e m   there  are  two  basic  pro blem s  so -   cal le d  a s  fo r w ard   an d  in verse  prob le m .   The  f orwa rd   pro blem   is  to  de te rm ine  inter - e le ct ro de  ca paci ta nces  f ro m   the  per m it t ivit y  distrib ution   [25 ,  26] .  Wh il e  the  in ve rse  pro blem   i s  to  determ ine  the  per m it ti vi ty   distribu ti on   from   capaci tan ce  m easur em ents.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 9   :   562 8   -   563 5   5630   In   this  case,  t he  auth or   ch ooses   to  use   finite - el em ent  m et ho d  ( FEM )  for  so l ving  the  forw a r d   pro blem .     The rel at ion s hi p betwee n  ca pa ci ta nce and p erm i tt ivity distrib ution can  b e  expres sed  as:         = = − 1 ∬ ( , ) ∇ ∅ ( , ) Γ     (1)     Wh e re    is  t he   pote ntial   di f fer e nce  betwe en  t wo  el ect r od e ,  ( , )   is  the   per m it t ivit y  distribu ti on   in    the se ns in g fiel d,   ∅ ( , )   is t he  potent ia l distri bu ti on  and Γ i s the  elec tro de  s urface.      Eq uation  (1)  c an  be  sim plifie d  in  s om e  case s.  For  e xam ple ,  f or   a n  ideal   pa rall el   – plate   s ens or   with     a hom og ene ous p e rm i tt ivit y dist ribu ti on, it  be com es     =       (2)     Wh e re     is  the  per m it t ivit y  of  vac uum   ( 8 . 84 10 − 12 ),    is   the   relat ive   pe rm i tt ivity  of  the  m at erial   insid e     the  sens or,  A  i s  the  area  of  th e  plate s  and   d   is  the  distance  betwee n  the  tw o  plate s.  E qu at ion   ( 2)   im plies  su ch    a sim ple r el at i on s hi p  that ca pa ci ta nce is pr oport io nal to pe rm i tt ivity.     2.1.   E le ctro de  sens or  de sign   ECT  sensors  a re  form ed  by  a n  arr ay   of  the  el ect ro de   wh ic h  ty pical ly   con sist s   of   8,   12,  16   el ect r od es   in  the  ty pical   ECT,  no rm all y  the  el ect rod es  are   a  ci rcu l ar   s hap e  i n  order   t o  e ncircle   the  ci rc ular  t ype  of  pip el ines .  A ny how,  in  s om e   sp eci fic  a ppli cat ion   s uc h  as   industrial   bo i le r,   s qu a re  s ha pe  ECT  sens or   a re   need e d.    T he  a dv a ntage   of   t he   square   s hap e   it   can  im pr ove  i m age  qual it y  i n  the   ce ntral  re gion  c om par ed   with   the  ci rcu la r  se ns or  [27] .  Alm os t  al l  of  ECT   sens or s   is  fix ed  a nd   i ns ta ll ed  on  t he  pip el ine  wit h  an   enc losin g  sensing  a rea.   T hu s   it   is  lim it e d  to   s om e  app li cat ion   that  has   irre gu la r  s hapes  an d  open   se ns in g  a rea.  Th eref ore   for  this  ex per i m ent,  the  wr it er   will   us e   squ are  paral le l  plate   sensor  w hich  al lows   the  se ns ors  to  be  fix es  an d  assem bled  ind e pende ntly  b y f ollow i ng the  s hap e  of t he  m a te rial  test ed.     In   this  stu dy,  there  a re  few   ke y  issues  fo r  de sign i ng   the  E CT  sensors  ne ed  to  be  co ns id ered.  First  ar e   the  nu m ber   a nd  le ng t h  of  the   el ect ro des .  For  this  ex per im e nt,  4  el ect r od e s  will   be  us ed .   The  le ng t h  al so   just   m axi m u m   21m m   becau se  f ollow  the   m at e rial   te ste d.   H oweve r,  Ya ng  e t   al   ( 2010)   sta te d  t hat  the   el ect rodes   cannot  be  to o  s hort  beca us e  of  the  li m i t  in  the  reso l utio n   of  the  capaci ta nc e   m easur in g  ci rcu it s  a nd   t he  f rin ge   eff ect .   Sec ond  is  the  value   of  the  sta ndin g  ca pacit ance.   T he re  ar e  fe w   fact or s   that  ca n  i nfl uen ce   the  val u e  of  sta nd i ng  capac it ance  to  incl ude   the   thick nes s  an d  per m it t ivit y  of   the  m at erial ,  the  distan ce   betwee n  t w o  plate   and an gle of el evati on of the   par al le l plat e.  Othe r  fact or s t hat can  c ause  s ta nd in g  ca pacit ance is eart he d scree n  and drive r gu a r d  el ect r od e s.   Fo r   fa bri cat ed   the  el ect r ode s,  the   m at erial  us e d  m us t  be   a  highly   co nductive   m at e rial ,  suc h  as  coppe r,   al um i nu m ,  sil ver ,  s te el ,  tun gs te n  or   ir on.  Tab le   1  sh ows  a   com par ison   betwee n  so m e  hig h  cond uctivit y  m at erial s.  Ther ef or e ,  f or   t his  exp e rim ent  wr it er  deci de  to   fabrica te   el ect rode  us i ng   c oppe r  a s     the  m at erial .    This  is  becau s e,  copper   ca n  easi ly   be  fo un d  on  any  Pr int ed  Boar d  (P C B)  m or eo ver   i t  al so   highly  conduct ive m at erial , ea sy t o be f a bri cat ed  an d  al s o  l ow c os t.       Table  1.  T he  c om par ison o f  e le ct ric al  co nduc ti vity  b et ween hig h  c onduct i vity   m at erial s   Mater i al   Electr i cal Co n d u ctiv ity   σ(S/ m )  at  2 0 ° C   Silv er   6 .30 x 1 0 7   Co p p er   5 .98 x 1 0 7   Alu m in u m   3 .5x 1 0 7   Ir o n   1 .04 x 1 0 7   Zinc   1 .68 2 x 1 0 7       In   this  ex pe rim ent,  two  sen so r  plate s  will   be  placed  in  par al le l.  Each   sens or   c on sist s   of   ei ther  2  el ect ro des . T he  d esi gn p a ram e te rs  of t he  se nsors  are  sho wn in  Fi gure  2 .  The co nf i gurati on s of the   se ns or   are:      Len gth   of s hieldin g  la ye rs  a nd  w al l:  21m m     Ele ct ro de  len gt h: se ns or  1= 1 8mm     Gap   bet ween a dj ace nt elec tr odes:   1mm     Ma te rial   of  s hi el din g l ay ers  a nd elec tro de: C oppe r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Experime nt st udy  of usi ng  pa r allel  p late se nsor f or  the   detec ti on   of con duct iv e m ateri al (N . Lokm anul ha k im)   5631       Figure  2. Se nsor  w it h 4  elec tr od e s       2.2.   M ain   co nt r ol  unit  de sign   The   sig nal  c onditi onin g  ci rc uit  consi sts   of   few   par ts;   a  capaci ta nce   m easur i ng   ci rcu i t,  a m plifie r  ci rcu it ,  abs olu t e  ci rcu it ,  low  pass  ci rc uit  an d  al so   a nalo g   to  di gital   conve rter.  At  the  fir st  sta ge,   a  sine   wave   vo lt age   V i   is  s upplied  from   the  functi on  ge ner at or   with   a   fr e quency   of  500  kHz  a nd  a m plit ud e  5Vp k - pk.    The  e xcit at ion  volt age  V i   is   ap plied  t o  t he   unkn own   ca pacit ance  C x .   A  wide   ba nd width  O p - Am p,   with  feedbac k  ca pac it ance C f   an d f eedb ac k resist a nce  R f   c onve rts the c urre nt in to an AC  volt age, V 0   giv e n b y:      =   + 1      (3)     The  an gu la r  frequ e ncy  (ω)  is  from   s ine   wave  so urce.  The n  the  capaci ta nc e  feed ba ck  is  sel ect ed  to  be  do m inant   e qu a ti on   (3) becom es:      =   −       (4)     This  AC sig nal  is am plifie d  further by a n AC  am plifie r  to ac com m od at e a larg e  r a ng e  of c apacit anc e  values . F i gure  3  s how s   AC - ba sed  ca pacit an ce m easur em e nt circ uit .           Figure  3. AC - ba sed  ca pacit an ce m easur em e nt circ uit  [ 23 ]       The  w rite r   ad de d  the  ap plica ti on   of   a bs ol ute  ci rcu it   for  pro cesses  the  out pu t  vo lt age  t o  be  eq ual  t o  the  in pu t  vo lt a ge  re ga rd le ss  of  pola rity .  I n  ot her   words,  both  pola riti es  of   the  in pu t  si gnal   produce  t he  sam e   po la rity   as  the  ou t pu t  si gnal .  Lat er  the  a bsol ute  val u e  ci rc ui t  will   be  com bin e d  with  the   first  order  lo w - pass   filt er  to  reduc e  noise   a nd  to   get  a  cl ea n  D C  ou t put  f ro m   the  AC  in pu t   volt age.  N I  My Ri o  was  c hose n  as    the  m ai n  con t ro ll er  w hich   will   synch roni ze  the  whole  op e rati on  of  the  syst em .  More over,   the   da ta   in    an  a nalo g   f orm   wh ic h  has  been  c ollec te d  from   the  se nsor   will   be  tra ns fe rr e d  t o  t he   My rio  w hich   act   as     the  anal og  to  dig it al   co nv e rt er .  La stl y,   G UI   was   bei ng  interface d  wi th  the  c ontr oller  m od ule  t o  record     the  analo gue   inputs  an d  cal culat e  the  avera g e  capaci ta nc e  betwee n  the   el ect ro des .  The  blo c k  diagra m   in   Figure  4  s hows  the  whole  pro cess of t he  EC T   syst em .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 9   :   562 8   -   563 5   5632       Figure  4. Bl oc k diag ram  o f  el ect rical  capacit ance tom ography syst em       3.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   The  ex pe rim en t   was  carrie d  out  by  m eans  of  an  ECT  syst em   fo r  m easur e   capaci ta nce  of   cond uctive   m at erial .  At  th e  early   sta ges  t hr ee  m at erial s  wer e  te ste d;  gold  ba r,   ir on,  a nd   al um inium .   The  ex per im e nt  wa s   carried   ou t  us i ng   a  2x2   ar ray  of   el ect rodes:  el ect ro de  1  (E 1),  el e ct ro de  2  (E2),  el ect rode   3  (E3)  and   el e ct rode   4  (E 4) .   T he  dis ta nce  betwee n  the  par al le l  pla te s  is  fi xed  to   1mm .  The  m ater ia l   will   be   pl aced   in   the   m i dd le   of  the  plate s.  For  this  syst e m ,  the  tradit io nal   m et hod  of   sin gle  el ect rode  e xcita ti on   was  us e d.  First   el ect r ode  (E 1)   beco m e  the  ex ci te   el ect ro de  or   s ource  el ec tro de  w hich  is   su ppli ed  by  a   sine  wa ve,   w hile  the  othe r  three  el ect ro des   will   act   as  a  receiv er .  T hese   th ree   el ect rodes  will   beco m e  gro unde d.  I n  t his  ti m e,  wh e n  el ect rode  1  was  i nj ect e d  by   the  s ource ,   el ect ro des   othe r  tha n  el ect r ode  1  a re  at   t he   virt ual  eart h  po te ntial   i m posed  by    the  trans du ce r  and   they   are  ca ll ed  the  detect i ng   el ect r od e .  I nd e pe nd e nt  capaci ta nce  m eas ur em ents  wer e   ta ken  from   the  three  el ect ro des  with   diff e ren t  excit at ion   freq ue nc y.  Th e  fr e quen cy   will   var y   fr om   50 Hz  to  9. 5MHz.  Fo r   thes e  case s ,  the re  a re  3  in dep e ndent  capaci ta nce  m easur em ents  a m on g  al l  the   com bin at ion   pa irs  of  el ect ro des  i.e E 1 - E 2, E 1 - E 3, a nd E 1 - E 4. The   data as s how n  i n  Fi gure  5 - 8.           Figure  5. Ca pa ci ta nce v al ue  f or  gold   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Experime nt st udy  of usi ng  pa r allel  p late se nsor f or  the   detec ti on   of con duct iv e m ateri al (N . Lokm anul ha k im)   5633       Figure  6. Ca pa ci ta nce v al ue  f or alum iniu m           Figure  7. Ca pa ci ta nce v al ue  f or iron           Figure  8. Com par is on of ca pa ci ta nce v al ue b et ween   pure  go ld,  al um inium   and   ir on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 9   :   562 8   -   563 5   5634   As  s how n  i n  the  res pecti ve   res ults,  the   m easur ed   ca pa ci ta nce  is  ve ry  sm all  du e   to  the  sm all   el ect ro des .  T he   resu lt   m igh t  be  influ e nce d  by   undesire d  sta nd i ng   ca pacit ance  f ro m   the  cable  an d  surr oundi ng   ai r.   By   com par ing   al l  m at erials,   the  la r ger  ca pacit ance  was  pro du ce d  by  th e  pure g ol d  f ol lowe d  by  al umi niu m   and   i ron.   This   can  be   relat e d  to  th e  el ect r ic al   condu ct ivi ty   of   the  m at e rial s.  The  gold   sta te   is  the  hig he st  el ect rical   con duct ivit y  (4 . 52x10 7   S/m ),  al umi niu m   (3 .5x 10 7   S/m )  and   iro n  ( 1.04x 10 7   S/ m ).   Be side s  that,     the  m easur em e nt  al so   sli ghtl y  diff e re nce  cau sed   by  the  thic kn e ss  of  the  m at erial s.  From   the  obser ve d  r esults,  the  value  m easur e d  by  el ect rode  E1 - E 2  was  fou nd   to  pro duce  the  highest  value  am on g  t he  ot her   com bin at io n  pairs o f  el ect r odes E 1 - E3  and  E1 - E4 .       4.   CONCL US I O N   AND  F UT U RE W ORK   As  s umm arize d,   t he  par al le l  plate   sen sor  i s  capa ble  to  use   f or   ve rifyi ng   the   co nducti ve  m at erial .     The  m easur em ent  data  is  c onsist ent  f or  ea ch  el ect rode.   Howe ver,   the  val ue  of   c apa ci ta nce  is  too   sm a ll .   Th us ,  in ste ad  of   us in g  tra diti on al   si ng le   el e ct rode  excit at ion,  a  m ulti ple - el ect ro de  e xcita ti on   strat e gy  can  be   adopted .  Mult iple  el ect ro de s   will   excit at ion   sim ultaneousl y.  Fo r  exam ple,  a  2  el ect rode  se nsor  c an  be   i m ple m ented   by  com bin ing  the  el ect ro de   E1  an d  E3 .  W it h  m ulti ple - el ect rode  exc it at ion ,  the  m easur e d  capaci ta nce  is  three  ti m es  la rg er  th an  si ng le - el ect rode  exci ta ti on   [ 28 ] .  Si nce  this  ex pe rim ent  is  in  the  early   sta ges  th us   s om e  sp eci fic  iss ues   need  to  be   co ns ide red.  Fi rst  is  ab out  th e  eff ect ive ness   of  the  se ns i ng   area.   To o  sm al l or  too  la rg e  sensi ng area ca n  ca use  a too   high se ns it ivit y near  t he  ed ge or  t oo  low  se ns it ivit y wil l i n   the  central  re gi on   will   produc e   a  distor ti on.  Th us   it   is  recom m e nd ed  to  se t  the  le ng th  of   the  sh ie ldi ng   l ay er  is  equ al   t o  the  wi dth   of   t he  se nsi ng   a rea  a nd   al so   the  distance   betwee n   the  t wo   plate s  [ 29] .  Seco nd,  the   di sta nce   betwee n  the  t wo   plate s.  In   t heoreti cal ly ,  wh en  t he  distan ce   is  cha ng e d   it   will   aff ect   the  se ns it ivit y.  In   t his   exp e rim ent,  the  distance  bet ween   t he  two   plate s  is  sm all er  w hich  is  go od   f or   se ns it ivi ty   in  the  centra l  reg io n.  Howe ver,  it   c an  cause  t he  plate s  to  tou c h  the  m at erials.   This  is  bec ause   each  m ater ia l   hav e  di fferenc e   thickne ss .  T hus,  the  su it able  distance  nee ds   to  stud y   m or e.  Thir d,   the  an gle  betwee n  th e  two   plate s.  I n  so m e  case,  the  tw o  plate s  or  m at e rial   te ste d  m a y  no t  be  place d  exactl y  in  pa rall el .  The  big ge st  issues  for  ECT   sens or  is a  nu m ber   of  elec tro des  w hich  it   de te rm ines   the num ber  o f  im ped ance ca pacit a nce.  T he  hi ghe r  i m age  reso l ution  ca n  be  pro du ce d   by   the  la r ger   im ped a nce   m easu rem ent .  But,  if   the  nu m ber   of  el ect rodes  i nc reases   then  it   will   cause  a  sm al le r  sensing  ar ea.  W it h  the  sm al l   sensing  a rea,  the  m easur em e nt  is  dif ficult   to  ta ke .   Th us ,  t he  be st  num ber   of  th e  el ect rode   m us t  be   in vestig at ed   rele v ant  with  m at erial   te ste d.   F or   t he   fu t ure   work,   w rite r  pro pose  to  focu s  on   the  relat io ns hi p  bet ween   the  el ect rical   c onduct ivit y  of   cond uctive  m a te rial   with the  v al ue of  capacit ance .  Th e  o t her s  pos sible w ork  ca n be a  f ocu s   on t he  im age r eco nst ru ct io n.       ACKN OWLE DGME NTS     Au t hors  are  grat efu l  to  t he   fina ncial   su pport   by  PJ P/2 018/FT K  ( 15 A) /S 0164 1  an d  U niv e rsiti   Tek nik al   Ma l ay sia   Me la ka  ( UTeM).   W e  w ou l d  li ke   to  t hank  ou r  c ollea gu e s  from   the  Ce nt re  f or  Tel ecom m un icati on   Re sea rch  &  Inn ov at io n  (CeTR I),  Un i ve rsity   Te knikal   Ma la ysi a  Me l aka.  Tha nks  t o  sta f f   and   m e m ber s  of   UTeM  who   giv e  as sist anc e  an d  com m i t m ent  to  m e  and   guid e  m e  in  var i ou s   pe rs pe ct ive   thr oughout  the   pro j ect .  S pecial   than ks   m us t  be  gi ve n  to  m y  fr ie nd s  f or  ideas  an d  c om m ent  reg ar din g  to   m y pr oject .       REFERE NCE S     [1]   K.  M.  B l y th,  e t  a l . ,   “ Anal y s is of   Gold  Ores b y   Fir e  As sa y , ”   J .   Ch e m.  Educ. ,   vol .   81 ,   pp .   1780 - 1782 ,   2004.   [2]   B.   C.   W .   Cort i,  “ As say in g  of  Gold  Jewel r y   —   Ancie n t  And   Modern, ”   St .   Fe   S ymp.   Je we l .   Manuf .   Te chn ol. ,    pp.   49 - 70 ,   2001 .   [3]   S.  Capora li,  et   a l . ,   “ Dete rm inati on  of  gold  in  al lo y s  via   pote n ti o m et ric   ti tr ation;  an  al ternat ive   to   the   fire   assa y , ”   Gold  Bull. ,   vol .   43,   pp .   122 - 130 ,   2010.   [4]   A.  J .  Lópe z,   e t  al . ,   “ Applicati on  of  ene rg y - disper sive  X - ra y   fluor esc ence  to  je we l le r y   sam pl es  determ ini ng  gold  and   silve r,”  Gold   Bull. ,   vol .   39 ,   pp .   16 - 21,   2006 .   [5]   P.  Jala s,   et  al . ,   “ XRF   Anal y si s  of  je welr y   using  fully   st andardle ss   funda m e nta l  p ara m eter  appr oac h , ”   Gol d   Technol . ,   vo l. 35 ,   pp .   28 - 34 ,   200 2.   [6]   K.  P y rz y ńsk a,   “ Rec ent   d eve lo pm ent s  in  the  det ermin at ion   of  gold  b y   a tomic  spec trom et r y   t ec hn ique s, ”   Spec troch im.   Acta  -   Part B  A t. S pec trosc. ,   vo l. 6 0,   pp .   1316 - 132 2,   2005 .   [7]   J.  Abdulla h,   et   al . ,   “ Non - destru ct iv e  assa y ing  gold  je weller y   us ing  dual - en erg y  m ic ro - computed  tomograph y , ”    J.   Te knol. ,   vol .   7 3,   pp .   25 - 28 ,   20 15.   [8]   H.   As hkena ni   an d  M.  Ali ,   “ Us e  o f  ionic  l iqui d  in  sim ult ane ous  m i cro ext r ac t ion  pr oce dure   for  d et e rm ina ti on  of   gol d  and  silv er  b y   ETA AS , ”  Mic roch e m.  J . ,   vol. 103, p p.   185 - 190 ,   201 2.   [9]   S.  Tong,   et   al . ,   “ Dete rm ina ti on   of  gold  (   III  )  and  pal la d ium  (  II  )  in  m ine   sa m ple s  by   cl oud   point   ext racti o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Experime nt st udy  of usi ng  pa r allel  p late se nsor f or  the   detec ti on   of con duct iv e m ateri al (N . Lokm anul ha k im)   5635   pre concent r at ion   coupled  wi th  fl a m e  at om ic a bsor pti on  spe ct rom etr y , ”  pp .   95 - 102,   2011.   [10]   N.  Singh,  “ A  rugge d,   pr ec ise   an d  ac cur ate  new  gra vimetr y   m et h od  for  the   d eter m ina ti on  of  gold  :  an  a lterna t ive   t o  fire   assa y   m et ho d, ”  S ingh  Spring erPl us ,   vo l. 1, p p.   1 - 6 ,   2012 .   [11]   W . N.  Abd  Rashid ,  e t  al . ,   “ De sign  Of  Non  D estruc t ive   T esting  On  Com pos it e  Ma te ri al   Us i ng  Para llel  Pla t e  El e ct ri ca l   Cap acita n ce   Tomograp h y :   A Conceptu a l  F ramework , ”   v ol.   79(5 - 2 ) ,   pp.   7 1 - 76,   2017 .   [12]   W .   Norhis y am,   et   a l . ,   “ Deve l opm ent   and  Ex per imental  Stud y   of   Mini at ure   Two - pla t e  E lect ric a l  Cap ac i ta n c e  Sensor  to  Det e ct   Di el e ct ri c  M at er ia l , ”   Journal   of  Te le commu nic ati on ,   El e ct r onic   and   Computer  Eng ine erin g  ( JTEC ) ,   vol. 10,  pp.   5 - 10 .   [13]   W .   N.  Abd  Rashid,   e t  al . ,   “ Design  of  non - destr uct iv e  te st  on  g old  m et al   using  par allel   p la t e  c a pac i ta nc e  sensor :   A c once p tual  fr a m ework, ”  R es.   Dev .   ( SCOReD) ,   2016  IE EE St ud ent   Con f. ,   2016 ,   pp.   1 - 6 .   [14]   W an  Norhis y am  Abd ,   et   al . ,   “ Elec tr ic a l  c apaci t a nce   tomograph y   :  a  rev ie w  on  po rta bl e  ECT   s y ste m   and  har dwar e   design, ”   in   S ensor R evie w ,   vol .   3 6(1),   pp .   64 - 70 ,   2016.   [15]   Z.   Fan  and  R.   X.  Gao,   “ Enha n ce m ent   of  m ea surem ent   eff i ci en c y   for  el e ct ri cal   ca pacit anc e  to m ogra ph y , ”  IEEE  Tr ans.  Instrum .   Me as. ,   vol. 60, p p.   1699 - 1708 ,   2 011.   [16]   E.   J.  Moham ad   and  R.   A.  Rah im,  “ Multi phase   Flow  Rec onstruct ion  in  Oil  p i pel in es  b y   Port abl e  Cap acita n c e   Tomograph y , ”   S ENSORS,   2010   I EE E ,   pp .   273 - 27 8,   2010 .   [17]   P.  W .   W ang,   e t  al . ,   “ An  ECT  /  ERT  Dual - Modali t y   Senso r   for  Oil - W ater   Two - phase   Flo w  Mea surem ent,”   AIP   Con fe ren ce   Proce ed ings 1 59 2 ,  vol .   3 ,   2014 .   [18]   H.  G.  W ang  a nd  W .   Q.  Yang,   “ Mea surem ent   of  fl  uidi sed  bed  dr y er  b y   diffe ren t  fre que nc y   and  diff erent   norm al isat ion   m et hods wit h   elec t ric a l  c apaci t ance   tomograph y , ”  P owder  Technol. ,   vol.   199 ,   pp .   60 - 69,   2010 .   [19]   A.  Hunt,   “ W eighing  without  Touc hing :  Appl y ing  E lectr i ca l   Capaci t ance  Tomograph y   to   Mass   Flowrate  Mea surem ent   in M ult ipha se   Flows , ”  SAGE   Journ al ,  vo l. 47, pp. 1 9 - 25,   2015 .   [20]   W .   Zha ng ,   et   a l . ,   “ Applic ation  of   el e ct r i ca l   c apaci t anc e   tomograph y   in  p art i culate  p roc ess  m ea sure m ent – A  rev ie w , ”   Adv .   Powd er  Te chnol . ,   vo l. 25, p p.   174 - 188 ,   201 4.   [21]   A.  J.  Jawors ki  and  T.   D y akowski,   “ Applic a ti on   of  El ec tr ical  C apa c it an ce   Tom ogra ph y   for  Me asure m ent   of  Gas - Solids  Flow  Cha rac t eri sti cs  in   a   Pneum at ic   Conv e y ing  S y s te m , ”   Mea surem ent   Sc ie nc e  and  T ec hn olog y   vol .   12(8) ,   pp.   1109 ,  Jul 20 01 .   [22]   Z.   Cui ,   et   al . ,   “ El ec tr ic a l  Ca pac i ta nc e  Tomograph y   W it h  Diffe ren t ia l  Se nsor,”   IEEE  S ens.   J. ,   vol .   1 5,     pp.   5087 – 5094 ,   2015.   [23]   Y.  C.   Liang  and   D.  T ie n ,   “ Deve lopment  of  a  po rta bl e  e lectr i ca l   ca pa ci t ance  tom ogra ph y   s y s te m , ”  IECON  2011   -   37th  Annu .   Con f .   IE EE Ind. E l ect ron.  Soc . ,   pp.   26 34 - 2638,   2011 .   [24]   A.  Shafque t,   et   al . ,   “ Applicati o n  of  El ec tr ic a l  Capa c it an ce   To m ogra ph y   on  Single - Pla n e  Sensor  Mea surem ent , ”   2013  IEE E   Int ernati onal  Con f ere nce  on  Smar t  Instrum ent ation,  Me asur eme nt  and  App li ca ti ons  ( ICSIMA ) ,     2013 ,   pp .   26 - 27 .   [25]   Z.   W ang  and  W .   Zha ng,   “ Sim ula ti on  stud y   of  El e ct ri ca l  Cap ac i ta n ce   Tomograph y , ”  2011  Sec ond  Int.   Conf.   Me ch.  Aut om.   Con trol Eng. ,   2011 ,   pp.   7682 - 7685 .   [26]   Y.  Li   and  W .   Y ang,   “ Im age   recons truc ti on  b y   n onli ne ar  La ndwe ber   it e ration  for  complic a te d  dist ribut ions, ”  Me as .   Sci .   Techno l. ,   vo l.   19 ,   p p .   94014 ,   2008.   [27]   W .   Yang, “ Design  of  e lectr i cal  c apa c it an ce t om ogra ph y   sensors , ”   Me a s.   Sci.  Te ch nol. ,   vol .   21 ,   p p .   42001,   2010 .   [28]   Z.   Ren ,   et   al . ,   “ A  Minia ture   T wo  -   pla t e  E le c tri c al   Cap acit an ce   Tomograph y  Sensor,”   IE EE  Sensors   Journal ,    vol.   15(5) ,   2015 .   [29]   W .   Yang, “ Ke y   i ss ues  in  designi n g  ca p acita n ce t o m ogra ph y   senso rs,”   Pro c. I EEE  Sensors ,  pp.   497 - 505,   2006 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.