充放电电容检测电路中电荷注入影响的补偿

在电容成像系统中,由于采用充放电电容检测电路,从而存在着CMOS模拟转换开关所带来的电荷注入问题,这里给出一种补偿方法,使得可以通过充放电电路本身来测得的电荷注入电流得到补偿,并经过实验证明了这种补偿的有效性。     

12电极相干电容层析成像检测系统

在电容层析成像系统中,要求移相器的输出必须与检测信号达到精确同频同相,从而保证相敏解调输出的准确性．而在检测系统中存在大量杂散电容,使检测信号产生相移．为提高检测的准确性,以12电极油水两相流电容层析成像系统为研究对象,在分析电容层析成像系统测量原理的基础上,设计了电容层析成像检测系统,系统采用相干解调的方法避免了杂散电容对相位的影响．并通过实验验证了方法是实用可行的．     

电容层析成像系统中电容敏感场的建模与仿真

对电容传感器进行了数学描述，建立了电容敏感场分布的数学模型及其有限元模型，编制出电容敏感场分布有限元仿真软件．得到了电容敏感场分布结果并应用于电容层析成像系统样机之中．采用电荷法计算极板上电荷和极板问电容，具有运算简单速度快的优点．能显著提高电容层析成像系统的实时性．实验证明：本文建立的电容敏感场分布符合实际，在实际应用中获得了良好效果．     

APPLEⅡ微机在功率因数检测中的开发和应用

无功电力自动补偿,提高功率因数是变电所的首要任务.补偿电容随负荷电压及功率因数的变化而自动投切,标志着工厂及局部电网的供电管理及监测能力.提出了以APPLEⅡ微机为核心的微机监控及检测系统.     

电容层析成像系统中电容敏感场的建模与仿真

对电容传感器进行了数学描述,建立了电容敏感场分布的数学模型及其有限元模型,编制出电容敏感场分布有限元仿真软件,得到了电容敏感场分布结果并应用于电容层析成像系统样机之中.采用电荷法计算极板上电荷和极板间电容,具有运算简单速度快的优点,能显著提高电容层析成像系统的实时性.实验证明:本文建立的电容敏感场分布符合实际,在实际应用中获得了良好效果.     

两相流检测ECT高速数据采集系统的研制

针对电容层析成像系统难以解决的提高数据采集速度与降低噪声之间的矛盾以及抗杂散电容干扰等问题，基于电荷放大原理，研制了一种高速电容数据采集电路。与充放电及交流法原理电路相比，在一个测量周期内，只需一次充放电即可完成对电容的测量，不产生脉动噪声，故无需滤波器，易于数据采集速度的提高，同时采用了并行测量方式、高速芯片和高速通讯等优化措施，经测定对12电极电容传感器的数据采集速度可达600幅/s，对杂散电容具有较强的抑制能力，系统灵敏度为4.8V/pF，可分辩的最小电容变化量为0.5fF，满足工业实用化要求。     

不受分布电容影响的ECT检测系统

目前流动层析成像技术是公认的最具前景的多相流参数检测途径,其发展主流之一是电容层析成像技术,其中小电容检测是该技术的关键和难题之一.被测小电容经过C/V变换电路后转换成的高频信号与另一路严格同频同相的信号进行同步检波而得到被测信号,因此硬件装置中移相电路的输出必须精确地与检测信号达到同步.但是在ECT系统中，存在大量的分布电容，不同的分布电容又产生不同的相位，所以这些分布电容对检测系统有很大的影响.介绍了一种不受分布电容影响的电容检测系统，该系统应用相干技术来消除分布电容的影响，从而提高了ECT检测系统的准确性.     

电容层析成像系统微小电容测量电路的设计

微小电容检测是电容层析成像技术的关键和难点，依据油水两相流电容层析成像系统的具体要求，研究了一种微小电容交流测量电路，电容测量电路的静态测量误差＜0.2%，漂移为每小时0.05%，实验结果表明：该系统的设计满足使用要求。     

电容层析成像流型可视化系统研究

介绍了电容层析成像系统的工作原理,研制了一套高速数据采样基于交流法电容层析成像技术的两相流流型可视化系统,为解决电容层析成像技术在工业实用化过程中存在的一些问题,例如：系统的小型化设计,数据采集和传输的速度有等于提高,以及如何实现数据的远传等,提出模块化的系统结构,实现了电容层析成像系统的一体化设计,在有限元仿真的基础上,采用加权反投影图像重建算法以满足实时成像的速度要求,该电容层析成像流型可视化系统的成像速度在20幅／s以上,在数据通讯距离为50m的情况下,这套电容层析成像系统如实再现了试验回路中的各种流型和过渡流态。试验结果表明模块化设计是成功的。     

基于IGBT新型消弧线圈自动调谐系统

在配电网电容电流实时测量新方法研究的基础上,提出一种新型的基于IGBT控制的消弧线圈自动调谐系统。配电网正常运行时,控制IGBT模块使电路断开,避免工频过电压的产生;配电网发生单相接地故障时,控制IGBT模块使电路导通,消弧线圈投入运行,采用PWM控制技术对配电网接地电容电流进行补偿,有效促进瞬间熄灭故障电弧;此种控制方法补偿速度快、范围宽、造价低,实现了电感电流的无级调节.通过MATLAB对模型进行仿真,验证了该方法的可行性及其优点.     

电容层析成像投影数据的采集系统设计

电容层析系统(ECT)可分为电容传感器阵列、投影数据采集系统和成像计算机三部分.通常的ECI系统中，每个电容极板都有自己的电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据并行地转换成直流信号.研究了单片机控制的采用串行数据采集方案的ECT投影数据采集系统的设计.各极板共用一套电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据串行地转换成直流信号，降低了硬件成本，消除了并行测量方式通道差异所带来的误差.论述了设计的整体方案、电容检测电路、极板控制电路、单片机单元电路和软件设计.给出了数据采集系统测试实验和ECT系统成像实验的结果.     

基于可动电荷的SiGe HBT势垒电容

当SiGe HBT处于交流放大状态时,发射结空间电荷区和集电结空间电荷区存在可动电荷,因此,在考虑它们的势垒电容时,应采用微分电容．另外,集电结势垒区宽度与电流密度密切相关,依据电流密度该电容有3种情况．在SiGe HBT载流子输运基础上,建立了考虑发射势垒区载流子分布的势垒电容模型和不同电流密度下的集电结势垒电容模型．     

12电极电容层析成像系统数据采集通信接口的设计

针对电容层析成像系统成像投影数据有限,传统的基于单片机的数据采集系统传输速度较慢,影响实时成像等问题,采用TMS320F2812数字信号处理器作为数据采集及通信的核心部件来组建电容层析成像系统,基于CCS2000开发环境,完成了传感器数据采集电路的控制软件开发,系统采用RS232串行接口完成下位机与上位机之间的数据采集及通讯,使用ACCESS数据库保存采集的数据,为系统静态图像重建提供数据,系统的采集速度满足实时成像的要求.     

电容层析成像中的电极集成化设计

设计了一种电容层析成像电路,它直接安装在电极上,可以减小杂散电容的影响．通过增加工作频率,可提高灵敏度,电极与基于CMOS的充放电电路及数字控制电路整合在一起,为数字化通讯提供了快速、安全、有效的数据传输,并通过移位寄存器与主机进行数据交流。     

有源屏蔽电容探测器原理分析

从分析电容探测系统电极的自电容、互电容的角度,推导出有源屏蔽电极在理想情况下探测电极与探测基极之间的等效电容计算式;对比分析了有源屏蔽电极探测系统与无屏蔽电极探测系统的等效电容,通过分析发现有源屏蔽电极探测系统的等效固有电容远小于无屏蔽电极的探测系统;通过实验验证了推导结论的正确性。     

电容层析成像系统上位机软件设计

电容层析系统(ECT)通常可分为两部分：单片机控制的数据采集系统和装载有图像重建、图像分析以及ECT系统控制软件的上位计算机.介绍了16极板ECT系统上位机软件的开发设计.上位机通过串口由数据采集系统获得图像重建所需要的投影数据.采用面向对象的可视化开发工具Visual C++作为上位机软件编程语言，实现了与数据采集系统的通信、人机交互、在线重建图像和离线图像分析等功能.说明了软件开发过程中一些关键问题及解决方法，给出ECT系统在线重建图像和历史回放的运行示例.     

基于CDC技术的微小电容测量系统

为了解决电容层析成像技术中的微小电容检测问题,设计了一种以电容数字转换器(CDC)芯片Pcap01为核心,以STM32F103为控制芯片,以PC机为上位机的微小电容测量系统.采用CDC芯片将被测电容转换为成比例的数字信号,通过I2C总线传给STM32F103,使用STM32F103对数据做初步处理,并通过串口传递给上位机.上位机使用Qt软件平台进行数据的读取、处理、显示和存储.实验结果表明,该系统具有精度高、抗杂散能力强和实时性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容在线测量的要求.