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.     

使用锁相环消除ECT系统的附加相移误差

在两相流电容层析成像(ECT)系统中，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，提出的锁相环电路能够很好地解决这一问题．     

一种用于电容成像系统中的数据采集系统

介绍了用于电容成像系统中的数据采集系统,采用直流补偿的方法对充放电电容检测电路中的电荷注入电容及静态电容进行补偿,使检测精度得到提高,运用了多通道并行的检测方式使检测速度也得到提高。     

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.     

用于电容层析成像系统的电容测量电路

电容层析成像(ECT)技术是目前最具发展前景的多相流参数检测方法,可进行多相流相浓度、流型、流量等参数的在线测量.介绍了12电极ECT成像系统的测量原理及设计方法.研制了一种交流激励的微电容测量电路,该电路具有较强的抗杂散电容性能,结构简单、容易实现等优点,较好地解决了电子开关的电荷注入效应对测量分辨率的影响问题.实验表明:电容测量的分辨率可达5.5×104pE.     

多激励模式下的电容层析传感器优化设计

针对电容层析成像(ECT)系统中传感器采集信号微弱,边缘化效应严重,介电常数变化不明显等问题,提出了一种基于多激励模式下的ECT传感器优化设计方案,该方案在优化了传感器物理参数的同时采用相邻双电极激励模式进行检测,增加了敏感场强度,在一次测量过程中可以获得更多的电容值,有效增加了传感器采集信号数量与采集精度.实验结果表...     

基于RBF神经网络的ECT图像重建

线性反投影算法是最常用的ECT图像重建算法,该算法将极板电容测量值与成像区域介电常数间的非线性关系作线性化近似.由于神经网络的非线性映射能力可用来避免这种线性化近似,为此探讨了基于RBF神经网络的16极板ECT系统的图像重建方法.采用最大矩阵法确定RBF神经网络隐层神经元数目,用最小邻聚类方法确定径向基函数的宽度和中心,建立了极板电容测量值与成像区域介电常数间的RBF神经网络映射.仿真实验结果表明,基于RBF神经网络的ECT图像重建方法重建速度与线性反投影法相当,重建质量优于线性反投影法.     

电容层析成像系统的图像重建

电容层析成像技术是20世纪80年代中后期形成和发展起来的过程层析成像技术。由于电容传感器具有“软场”特性，并且数据采集系统所获得的投影数据有限，因此图像重建精度的提高成为电容层析成像技术研究的一个难点，为解决这一问题，研究了电容层析成像系统的构成和数学模型，阐述了ECT系统的图像重建算法的发展现状及改进方法。     

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。     

高压激励电容层析成像系统传感器阵列设计

为了解决高压交流激励电容层析成像系统微小电容检测的灵敏度和分辨率更高给电容传感器阵列设计带来的新问题,分析了极板长度和极板张角对几个重要的传感器阵列评价指数的影响,利用仿真方法评估了不同极板参数条件下中心型、层流型和环流型的重建图像的空间图像误差,并以此为依据确定了一组极板参数.最后给出了根据设计参数制作的8极板传感器阵列模型及高压激励电容层析成像系统的图像重建实验结果.实验结果证明:所设计的传感器阵列达到了设计的预期目标,所确定的参数方法是可行的.     

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．     

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.     

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。     

电容层析成像在双套管气力输送中的应用

以某公司双套管密相输送系统为试验平台,用电容层析成像技术对粉煤灰为输送物料进行了相关物理参数的测量研究。研制了适用于高压力下的8加4电极的电容层析成像传感器并进行了试验台的搭建安装。采用电容层析成像技术（ECT）,对常温下气力输送的固体浓度、速度和质量流量进行了测试研究。研究结果证明电容层析成像技术在工业中的现实可行性。     

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.