基于ANSYS电容层析成像结构参数分析与优化

电容层析成像技术(ECT)是一种基于电容传感器机理的过程成像技术,以12电极电容阵列传感器ECT系统为背景,介绍了敏感场的计算方法,借助大型ANSYS有限元分析工具,建立电容传感器结构模型,并得到电极间敏感场的分布,为了避免粒子在全局附近振荡和粒子陷入局部最优,提出了改进PSO与改进混沌搜索策略的混合新算法.以敏感场整体灵敏度大小系统性能为目标,优化了电容传感器结构,寻找到的传感器最优结构参数.为电容层析成像系统图像重建提供了新思路.     

电容层析成象传感器轴向边缘效应分析

利用电容传感器的三维有限元模型,分析了轴向保护极板不同的三种电容层析成象传感器的轴向边缘效应,讨论了传感器类型及结构参数对边缘效应的影响．     

应用于液体安全性检测的电容层析传感器设计

提出了一种以非接触的方式探测可燃、易爆物质的传感器设计方案．根据测量传感器电极间有无物质时的电容值差确定物质电介质常数,设计了用以实现这种测量的传感器的结构、尺寸以及电极分布．分析和比较了传感器特性, 并用计算机软件模拟了两种不同的传感器性能．采用阻抗分析仪测得多组数据进行分析、比对．实验结果表明电容层析电容的断层扫描传感器测量液体特性分辨率和灵敏度比平面板电容整列传感器高,为今后的密闭容器液体成像后的图像重组奠定了基础．     

电容层析成像(ECT)系统阵列传感器的访真研究

电容层析成像是监测两相流动的一种新技术.它可重建两相流在其流经管道横截面上的相分布图像,而重建图像的先决条件是需获得成像系统的灵敏场分布.研究表明,电容传感器的结构参数对电容敏感场灵敏度的分布有重要影响,进而影响着重建图像的质量,因此电容传感器结构参数的优化设计是极其必要的.介绍了ECT阵列传感器的结构参数仿真试验,并据此对电容层析成像系统阵列传感器进行了优化设计.     

单一平面电容传感器数学模型及有限元解法研究

单一平面电容传感器是木材含水率高精度测量仪器的核心装置,是任意结构形状电容传感器的特例.为了得到单一平面电容传感器数学模型的数值解,该文以一种设定了具体尺寸的单一平面电容传感器为例,描述了将前期研究中所建立的偏微分方程数学模型转换成三维状态下的有限元方程的具体过程.在有限元分析软件FlexPDE环境下对偏微分方程进行求...     

基于FE的电容传感器仿真分析

电容层析成像传感器特性在很大程度上决定了层析成像系统的特性。电容传感器的结构参数对电容灵敏度的分布有重要影响，进而影响重建图像的质量。通过有限元仿真分析得出了传感器的结构对灵敏度分布的影响，同时提出了改善灵敏度的方法。     

电容层析成像系统三维传感器结构分析

针对电容层析成像系统存在检测信号微弱,灵敏度低和信噪比低等问题,在分析传感器结构参数对传感器物理性能影响的基础上,给出了一种三维电容层析成像系统传感器模型的选择和分析方法,该方法以6种常用模型为基础,通过对比空满管电容值分析,并通过试验改变屏蔽罩厚度dl,极板张角θ,层间旋转角α的值,分析电容值随参数的变化,绘制电容值随参数的变化曲线,给出了三维ECT传感器参数的参考值.屏蔽罩厚度dl的参考值为8~12 mm,极板张角θ的参考值为50~54°,层间旋转角α的参考值为45°,为三维ECT传感器设计提供了新思路.     

用双电容传感器在线测量原油多相流参数的研究

针对从油井口喷出来的气、油、水混合物为泡状流这一情况,介绍了采用双电容传感器测量油、水、气三相浓度的原理,并且就大小电容传感器对管道内流体的响应特性作了分析,阐述如何由大小电容传感器的输出获得气、油、水的相浓度参数．最后进行了误差分析．     

新型电容传感器接口及其应用

简要地讨论了电容传感器应用微机化非电量测量时的接口问题，介绍了一种廉价的新型电容传感器接口电路的结构及其基本工作原理与特点。     

一种电容型高分子湿度传感器研究

研究一种电容型高分子湿度传感器，选择了耐热好，抗溶剂腐蚀的聚酰亚胺作湿敏薄膜，制成湿度传感器。对传感器的结构、感湿机理进行了讨论。其工作原理是湿度改变引起聚酰亚胺膜介电系数变化从而导致电容变化。对元件的制造工艺和湿敏特性进行了实验研究。认为这种高分子电容湿度传感器是一种性能优良的传感器。它将有着广阔的应用前景。     

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。     

电容层析成像系统传感器的电路设计

在电容层析成像系统中经常使用CMOS开关选择激励电极和检测电极,但这些开关会引入额外电荷或导致电荷泄漏,为此,设计了一种传感器,它不使用任何开关,直接连接在电极上,对电极上的电压采用数字化的控制,传感器的激励场是完全灵活的。     

电容层析成像传感器轴向特性的仿真研究

针对目前电容层析成像技术的传感器灵敏场分布的研究,建立了12电极电容层析成像传感器的轴向响应特性的有限元仿真模型,利用该仿真模型研究了METC型和UMIST型传感器的轴向空间响应特性．仿真结果表明：METC型传感器内部的电场分布与二维有限元的假设相符,而UMIST型传感器在轴向有较高的空间分辨率,METC型传感器在激励电极和检测电极附近的灵敏度相差较大,并根据仿真结果指出了各自的适用场所．     

电容法三相流测量系统的优化设计

阐述了电容法的基本原理，重点利用电磁场三维有限元法对电容传感器进行优化设计，并设计了低的零点漂移，稳定的灵敏度，能抗杂散电容、抗干扰的测量电路，很好地解决被测流体流型影响测量结果的问题。     

Capacitance sensor for automatic soil retreat measurements

To continuously monitor the soil retreat due to erosion in field, provide valuable information about the erosion processes and overcome the disadvantages of inefficiency, high time-consumption and labor-intensity of existing methods, this paper describes a novel capacitance sensor for measuring the soil retreat. A capacitance sensor based probe is proposed, which can measure the depth of the soil around it automatically and the data can be recorded by a data logger. Experimental results in the lab verify its usefulness.     

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.     

电容层析成像技术及发展现状

电容层析成像技术是80年代中后期形成和发展起来的一种基于电容传感机理的过程成像技术,叙述了电容层析成像技术的工作原理,针对传感器系统设计、微小电容测量、图像重建算法等关键技术进行分析,并阐述其发展现状。