基于ECT的传感器系统的优化设计

针对传统ECT电容传感器相邻极板间存在耦合电容,因干扰电容引起电容测量时噪声值的问题,提出了一种带差分电极的新型传感器系统,差分电极添加到测量电极与屏蔽罩之间,差分电极与测量电极通过同一圆心排列,测量电极之间不需加隔离电极,通过对差分电极激励消除测量电极之间的耦合电容。最后通过LBP、Landweber、Tikhonov算法对各个模型进行图像重建,并对重建图像进行误差分析。实验结果表明通过对重建图像进行误差分析和图像相关技术的计算,传感器经过添加差分电极可以使图像误差减小至0.24,图像相关系数提升到0.84,很大幅度改善了成像效果。     

基于ECT的占空比可调双阵列传感器设计

针对传统的ECT传感器占空比固定不可调节,不能改变测量极板与管道中心的距离,被测物体在管道内位置和大小变化不能选择合适的占空比,而不能得到效果更佳的重建图像。提出了一种占空比可调的新型传感器系统,占空比可从101调节到61,为了解决这种传感器系统无法加入径向基板引起相邻极板间耦合电容的干扰,设计了一种在测量极板与屏蔽罩之间加差分电极的系统,差分电极与测量电极同步调节。实验结果表明,管道内被测物体所在位置、大小不同时,选择的占空比也会不同,这种传感器系统可快速调节合适的占空比,得到最佳的成像效果,图像误差减小至0.25,相关系数提升至0.80。     

内外组合电极的ECT传感器优化设计（英文）

电容层析成像技术具有"软场"特性。针对敏感场中心区域灵敏度低的问题,设计了一种基于内外组合电极的ECT传感器。利用Matlab2014a和COMSOL5. 3对具有内外不同电极数的传感器进行有限元分析,在此基础上,采用双电极旋转激励的测量方法,利用Landweber迭代算法,对ECT敏感场内圆形区域和环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与传统的ECT电容传感器相比,改进的传感器能够提高大多数敏感场内中心区域的灵敏度,提高图像的重建精度,相关系数提高至0. 92,表明了内外组合电极的传感器在ECT图像重建领域的可行性和有效性。     

内外组合电极的ECT传感器优化设计

电容层析成像技术具有“软场”特性。针对敏感场中心区域灵敏度低的问题，设计了一种基于内外组合电极的ECT传感器。利用Matlab2014a和COMSOL5.3对具有内外不同电极数的传感器进行有限元分析，在此基础上，采用双电极旋转激励的测量方法，利用Landweber迭代算法，对ECT敏感场内圆形区域和环形区域进行图像重建。仿真结果表明：与传统的ECT电容传感器相比，改进的传感器能够提高大多数敏感场内中心区域的灵敏度，提高图像的重建精度，相关系数提高至0.92，表明了内外组合电极的传感器在ECT图像重建领域的可行性和有效性。     

基于深度信念网络的ECT图像重建算法

为提高图像重建质量,针对电容层析成像技术(ECT)中的电容数据复杂多样且与介电常数呈非线性关系的特点,提出一种基于深度信念网络(DBN)的重建算法,利用DBN的深层非线性网络结构来实现电容值与重建图像灰度值非线性关系。并对DBN进行了改进,将自适应步长(AS)引入到对比散度(CD)算法中,解决固定步长寻找全局最优困难的问题,改善图像质量;在微调阶段采用拟牛顿法加快收敛速度,减少训练时间。在COMSOL5.3软件上进行仿真试验,通过MATLAB2014a对图像进行重建。试验结果表明:DBN能够有效地重建图像,并且要优于传统算法;改进后的DBN训练时间缩短了5.51s,图像误差低至0.0094,相关系数高达0.9973,是研究ECT图像重建的新方法和手段。