电容层析成像系统的实用化设计

介绍一种实用化的电容层析成像系统,它使用单片机作为核心控制单元,并采用基于交流激励的微电容测量电路。系统可配置为8或12电极模式;测量数据通过RS-485总线传送到成像计算机,波特率可达1．5MbDs。数据采集速率达200帧/s,信噪比为34．8dB。静态实验表明该系统可应用于实验室研究。     

电容层析成像系统中电容传感器参数优化设计

电容层析成像系统中,图像重建的质量主要依赖于电容敏感场分布的均匀性,这一性质又由传感器的几何和材料参数决定,因此传感器的设计尤为重要．根据敏感场颁上的均匀性,灵敏程度和电容测量技术,确定了传感器的优化参数;在多因素轮换的基础上,采用正交设计法进行电容传感器参数的计算机辅助设计,从而快速地获得一组最优参数．在实际应用中,概据此优化参数制造的电容传感器获得了较为理想的重建图像．     

数字化电容层析成像系统

基于电容敏感原理设计的数字化电容层析成像（ECT）系统,利用有限元法,分析了阵列电极结构对敏感场分布的影响,通过优化设计和仿真试验,改善了敏感场分布的均匀性;构建了以数字信号处理器（DSP）为核心、现场可编程门阵列（眦）协同工作的12电极的数字化ECT系统,提出了由离线预迭代和在线一步成像所构成的新的图像重建算法——预迭代法,其成像速度及精度均明显得到提高。     

两相流电容层析成像系统

本文较系统地介绍了电容层析成像系统结构原理,包括抗杂散电容影响的微小检测技术,并行数据采集与处理单元设计以及基于总变差正则化的图像重建算法.与此同时,结合研制的双截面电容成像系统进行试验研究,结果表明该系统不仅可给出实时流型识别,同时能输出表征的特征参数.     

两相流电容层析成像系统

本文较系统地介绍了电容层析成像系统结构原理,包括抗杂散电容影响的微小检测技术,并行数据采集与处理单元设计以及基于总变差正则化的图像重建算法.与此同时,结合研制的双截面电容成像系统进行试验研究,结果表明该系统不仅可给出实时流型识别,同时能输出表征的特征参数.     

基于小波融合的电容层析成像图像重建

提出了基于小波变换的电容层析成像重建图像融合方法。首先,使用共轭梯度最小二乘法算法及Landweber迭代算法分别进行图像重建;其次,将所得重建图像进行小波分解,其近似分量按加权平均的融合规则进行处理,细节分量按绝对值最大融合规则进行处理;最后,将融合之后的数据进行小波重构,获得新的重建图像。仿真及实验结果表明,融合后的重建图像精度有所提高、图像伪影明显减少。     

电容层析成像技术测量煤粉输送浓度的研究

采用电容层析成像技术,对常温下稀疏气力输送的煤粉浓度进行了测试研究。为了利用电容传感器敏感场的分布特性,实验系统中设置了一旋风分离装置,通过旋风分离作用将煤粉颗粒集中在壁面区域,传感器电极布置在分离器直管上。改变螺杆给粉速度以及风量可改变煤粉输送浓度,通过对管道截面体积浓度、波动特性以及体积浓度平均测量结果的对比分析,表明利用该方法测量煤粉输送浓度结果准确、可靠。     

电容层析成像三维图像重建研究

进行了电容层析成像(ECT)三维图像重建的仿真研究。首先利用COMSOL软件对ECT传感器进行三维建模,基于其高精度的有限元求解,计算ECT的灵敏度矩阵;其次,基于Matlab软件实现了基于线性反投影(LBP)及Landweber迭代算法的ECT图像重建,并利用图像显示程序获得了三维重建图像;最后,对球体及圆柱体模型进行了三维ECT图像重建,获得了较好的重建结果。     

电磁搅拌制备ZL102半固态浆料的研究

通过观察、对比金相组织得出电磁搅拌制备ZLl02半固态浆料的最佳工艺。实验过程中选取3组实验温度;在各种温度条件下分别选取4组不同搅拌时间制备试样。通过观察金相组织,对比不同实验条件下α—Al晶粒的尺寸、形态、分布均匀程度得到最佳制备工艺：在590℃,电磁搅拌30min;树枝状α-Al全部打碎,形成蔷薇状晶粒,蔷薇状α-Al均匀比较分布。     

Electrical Capacitance Volume Tomography

A dynamic volume imaging based on the principle of electrical capacitance tomography (ECT), namely, electrical capacitance volume tomography (ECVT), has been developed in this study. The technique generates, from the measured capacitance, a whole volumetric image of the region enclosed by the geometrically three-dimensional capacitance sensor. This development enables a real-time, 3-D imaging of a moving object or a real-time volume imaging (4-D) to be realized. Moreover, it allows total interrogation of the whole volume within the domain (vessel or conduit) of an arbitrary shape or geometry. The development of the ECVT imaging technique primarily encloses the 3-D capacitance sensor design and the volume image reconstruction technique. The electrical field variation in three-dimensional space forms a basis for volume imaging through different shapes and configurations of ECT sensor electrodes. The image reconstruction scheme is established by implementing the neural-network multicriterion optimization image reconstruction (NN-MOIRT), developed earlier by the authors for the 2-D ECT. The image reconstruction technique is modified by introducing into the algorithm a 3-D sensitivity matrix to replace the 2-D sensitivity matrix in conventional 2-D ECT, and providing additional network constraints including 3-to-2-D image matching function. The additional constraints further enhance the accuracy of the image reconstruction algorithm. The technique has been successfully verified over actual objects in the experimental conditions     

方形电容层析成象系统的仿真研究

本利用自行开发的软平台,引入方形管道电容成象系统的模型,用限元法计算了敏感场的分布,并结合多种图象重建算法针对１２电极方形ＥＣＴ系统进行了仿真实验,得到了令人满意的结果。     

三维电容层析成像组合电极激励测量模式

针对3层电容阵列电极传感器,基于三维仿真,研究了两种组合电极激励测量模式,并与传统的单电极激励单电极测量模式进行了比较,包括电容测量值大小及其动态范围、敏感场分布均匀性以及重建图像质量。基于COMSOL软件及Matlab软件进行了仿真实验,结果表明:相较于传统的单电极激励单电极测量模式,组合电极激励测量模式所得图像重建效果更好,测量电容值较大且动态范围较小,敏感场分布更加均匀,对中心物体的成像质量明显提高。     

两相流电容层析成象技术研究

本介绍了两相流的电容层析成象方法,研究了电容测量技术和实现该技术的电路;并了电容层析成象的计算机仿真过程;最后给出了工程实现的流程图。