实时电阻抗成像系统及实验研究

介绍了一个32电极实时电阻抗成像系统,描述了该系统的硬件电路设计及图像重建算法,并在盛有盐水的水槽上进行了实时电阻抗成像实验,实验结果表明该系统能够对目标(及多个目标)准确定位,重建图像灰度值的大小可以反映成像区域电导率的相对大小,可以区分成像目标的个数,成像速度可以达到3帧/秒,而且重建图像具有一定的分辨率,能够实时的反映成像区域内部电导率分布的改变。该成像系统非常适合于医学临床应用,如对脑血肿、脑水肿患者的实时图像监护,及时反映患者颅内出血的变化情况,以帮助医生做出正确的诊断,这在医学临床上有着重要的意义。     

阻抗断层成象系统的研究

描述了一阻抗断层成象系统。该系统用安装在有机玻璃筒壁上的３２只电极来注入电流和测量在边界是的电压分布。提出的一种快速成象算法利用所测到的一组电压值来重建筒内物体的断层阻抗分布图象。与其它成象方法相比，阻抗断层成象有着高速、简单、可靠的优点，适合于一些工业过程的动态监控与测量。     

12电极电容层析成像系统的设计

电容层析成像技术(ECT)是基于电容敏感原理的过程层析成像技术(PT).它可进行多相流的相浓度、流型、流量等参数的在线测量,是目前最具发展前景的多相流参数检测方法.本文以12电极电容层析成像系统为研究对象.主要介绍一种基于交流激励型的电容层析成像的C/V转换电路,并分析了该电路的工作原理.该电路能抑制杂散电容的干扰,能...     

用于电阻抗谱测量的脉冲式方法的研究

为了将电阻抗谱应用于复合材料构件的异常检测,针对被测对象电阻抗谱的测量,提出一种不同于传统扫频方式的脉冲式方法.采用软/硬件协同设计方法设计并实现基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)的脉冲式检测系统.该系统能产生频率和脉宽可调的方波脉冲作为敏感电极的激励信号,基于FPGA芯片实现了一种能对瞬态响应电流曲线进行高速采集的步进采样方法,对采集到的电流曲线作进一步的处理以获得被测对象的电阻抗谱.为了验证脉冲式检测系统用于电阻抗谱测量的可行性和有效性,对Randles单元模型及双弛豫时间等效电路模型电阻抗谱的测量进行试验研究,并与理论计算得到的电阻抗谱进行了对比分析.初步的试验结果表明,脉冲式检测系统能有效地提取被测对象的电阻抗谱信息,所提出的方法用于测量被测对象的电阻抗谱是可行的和有效的.     

离心式通风机噪声机理及设计与改造中的降噪方法综述

对离心式通风机噪声产生的机理进行了分析 ,并重点讨论离心式通风机在设计与改造中几种常用的降噪方法。可为离心风机降噪设计和降噪结构改造提供参考。     

内—外置电极ECT传感器两相流成像仿真研究

本文利用仿真方法研究一种新型具有内置电极的矩形电容层析成像传感器。其由4个内置电极和12个外置电极组成。通过有限差分方法求得普适的矩形敏感图分布,并进一步对其进行处理得到针对这种特殊传感器的专门敏感图。对三种典型的物质分布进行了成像研究,并与无内置电极的12电极测量装置进行比较。计算结果显示了具有内置电极的传感器比无内置电极传感器具有更高的成像质量。     

电阻层析成像传感器软场特性分析

电阻层析成像ERT所基于的测量原理是：在电场作用（电流激励）下被测区域中电阻分布的不同会导致边界电压的改变。ERT传感器测量敏感场受被测介质分布的影响。这一软场特性是ERT图像重建中的主要困难之一。本文通过对电阻层析成像传感器的灵敏度分布的有限元分析,研究发软场特性的规律。结果表明,不同电阻率的介质分布对灵敏度值正负极性变化影响不大,而各处灵敏度值大小变化不仅与介质分布有关,还与该点在敏感场中的位置有关。     

两相流测量中电容层析成像图像重建的广义逆最小模解与线性反投影和迭代法的比较

本文根据电容层析成像ECT(ElectricalCapacitanceTomography)线性化了的电容与图像的关系,求出图像向量的广义逆最小模解。以试验数据对广义逆最小模解的图像重建能力进行研究。通过对广义逆最小模解、线性反投影法和迭代法三者的比较,了解了电容—图像线性方程的解不适宜电容层析图像重建的特点、线性反投影处理复杂物体分布图象的局限性,以及迭代法的优越性。同时发现了不加控制的迭代结果向广义逆最小模解结果趋进的现象。     

多处理机网络在电阻层析成像系统中的应用研究

两相流在线实时监测对电阻层析成象技术的实时性能提出了很高的要求,但提高过程层析成象技术的实时性能受到基于ＶｏｎＮｅｕｍａｎｎ结构的串行计算机体系结构的限制。本文从提高ＥＲＴ系统的实时性能出发,针对ＥＲＴ系统的特点,将并行处理技术引入到电阻层析成象系统中,设计了应用于ＥＲＴ系统的拓扑可重构的多处理机网络及二者之间的接口电路,并实现了ＥＲＴ系统的控制、数据采集和图象重建。测试结果表明此多处理机网络对于提高ＥＲＴ系统的实时性能是有效的。     

Studying the resistivity imaging of chicken tissue phantoms with different current patterns in Electrical Impedance Tomography (EIT)

A current injection pattern in Electrical Impedance Tomography (EIT) has its own current distribution profile within the domain under test. Hence, different current patterns have different sensitivity, spatial resolution and distinguishability. Image reconstruction studies with practical phantoms are essential to assess the performance of EIT systems for their validation, calibration and comparison purposes. Impedance imaging of real tissue phantoms with different current injection methods is also essential for better assessment of the biomedical EIT systems. Chicken tissue paste phantoms and chicken tissue block phantoms are developed and the resistivity image reconstruction is studied with different current injection methods. A 16-electrode array is placed inside the phantom tank and the tank is filled with chicken muscle tissue paste or chicken tissue blocks as the background mediums. Chicken fat tissue, chicken bone, air hole and nylon cylinders are used as the inhomogeneity to obtained different phantom configurations. A low magnitude low frequency constant sinusoidal current is injected at the phantom boundary with opposite and neighboring current patterns and the boundary potentials are measured. Resistivity images are reconstructed from the boundary data using EIDORS and the reconstructed images are analyzed with the contrast parameters calculated from their elemental resistivity profiles. Results show that the resistivity profiles of all the phantom domains are successfully reconstructed with a proper background resistivity and high inhomogeneity resistivity for both the current injection methods. Reconstructed images show that, for all the chicken tissue phantoms, the inhomogeneities are suitably reconstructed with both the current injection protocols though the chicken tissue block phantom and opposite method are found more suitable. It is observed that the boundary potentials of the chicken tissue block phantoms are higher than the chicken tissue paste phantom. SNR of the chicken tissue block phantoms are found comparatively more and hence the chicken tissue block phantom is found more suitable for its lower noise performance. The background noise is found less in opposite method for all the phantom configurations which yields the better resistivity images with high PCR and COC and proper IR_Mean and IR_Max neighboring method showed higher noise level for both the chicken tissue paste phantoms and chicken tissue block phantoms with all the inhomogeneities. Opposite method is found more suitable for both the chicken tissue phantoms, and also, chicken tissue block phantoms are found more suitable compared to the chicken tissue paste phantom.     

A novel method to improve Electrical Resistance Tomography measurements on slurries containing clays

Electrical Resistance Tomography (ERT) is a robust and proven technique for slurry flow measurements. The presence of surface-active clays in mineral tailings makes it difficult to make accurate solids concentration measurements using ERT. To evaluate ERT performance under such conditions, measurements on pipeline flows of concentrated clay/water/sand mixtures were performed using ERT. Traversing gamma-ray densitometry and Gamma-Ray Tomography (GRT) systems installed on the pipe loop were used as reference instruments. The results showed that ERT performance is sensitive to clay concentration and is more accurate at lower clay and higher coarse solids (sand) concentrations. A concentration correction model based on a modified Archie's law was developed to compensate for the effect of clay on ERT measurements. The implementation of the correction model was found to significantly improve the accuracy of the ERT measurements on slurries containing clays.     

电容层析成像中通用迭代法的研究

根据近几年在电容层析成像（ECT）领域里应用较广泛的迭代方法，给出了一种通用的基于线性模型的投影迭代公式，以便于今后寻求新的更快收敛的迭代法。推导出了通用优化迭代步长公式，避免了凭主观经验选取步长的缺点。进一步得出了通用迭代一单步法公式。对迭代一单步法和投影迭代法进行了比较，结果表明，迭代一单步法成像质量略逊于投影迭代法，但成像速度大大优于投影迭代法，有望应用于在线成像。     

低噪声车辆减速器降噪效果预测分析

研究目的:选择某典型驼峰编组站作为测试对象,进行合理布点监测,统计噪声测试值,对噪声测试值进行数值分析,建立车辆减速器的噪声特性传播规律方程模型,依据此模型,通过计算来预测各测点的噪声数值,与实测值进行比较,验证传播方程的可用性.从而科学预测编组站在安装低噪声车辆减速器后,整个站场的降噪效果,并为今后驼峰编组站噪声测试...     

高压共轨发动机降噪及其性能对噪声的影响

研究高压共轨发动机的降噪和发动机经济性、动力性对整机噪声的影响.对样机的整机噪声进行测量,并通过声学扫描进行声源识别,发现前端面、进气侧、排气侧和项面为主要的噪声源,进而对齿轮室盖加装复合钢板降噪件、排气管隔热板以及涡轮壳隔热罩均用降噪件,能够有效降低整机噪声.通过调整高压共轨系统参数研究发动机经济性和动力性对整机噪声的影响,发现增加油耗、降低扭矩能降低整机噪声.研究结果表明,发动机性能对整机噪声的影响很大,通过牺牲一定比率的动力性和经济性都能降低整机噪声.     

电容层析成像传感器场域剖分及图像重建算法

电容层析成像传感器的敏感场受多相流介质分布的影响，软场特性给图像重建带来很大困难，为了提高重建图像质量，对敏感场分布进行分析是非常必要的。采用有限元法，通过对敏感机理的分析，提出一种利用不等间距的场域剖分方法，对敏感场分布进行计算机仿真，依据敏感场计算的数据及测量结果，提出了基于遗传算法的图像重建算法。实验证明有限元模型是正确的，说明利用不等间距的剖分形式可以得到较好的仿真结果，重建的图像具有较高的精度。     

基于RBF神经网络的电阻层析成像算法的研究

本文提出了一种基于RBF神经网络的ERT图像重建算法,并用作者开发的ERT仿真软件得到了数据进行图像重建,与其它传统的成像算法作了对比。研究表明,RBF神经网络适合解决ERT图像重建的非线性问题,该算法具有速度快、精度高的优越性。     

电容层析成像系统三维图像重建及其在两相流体积测量中的应用研究

探讨了电容层析成像系统中利用二维断层图像进行三维表面重建，并由三维图像求取两相流中离散相体积和观察其空间位置的方法。首先对二维断层图像序列进行轮廓抽取和细线化，然后进行轮廓匹配和轮廓插值并进行表面重建；最后利用三维图像求取两相流中离散相体积。初步的仿真结果表明，使用的三维重建算法简单，重建精度高，成像速率快，可以方便地观察离散相空间位置和计算出离散相体积。     

Design of wearable and wireless electrical impedance tomography system

Electrical impedance tomography (EIT) is a non-invasive approach to reconstruct the cross-section impedance image of the body. Many EIT systems and impedance image reconstruction algorithms have been proposed in previous studies. However, most of these EIT systems are bulky to cause the limitation of applications. In this study, a wearable and wireless EIT system is proposed to reconstruct impedance images non-invasively and wirelessly. By microminiaturizing the conventional EIT system, the proposed system can provide the advantages of small volume and wireless transmission to reduce the application limitation of conventional EIT systems. Finally, the phantom experiment is tested to validate the performance of the proposed EIT system. The experimental results show the average BR value of the reconstructed image obtained by the proposed system being 1.3 ± 0.2 and the averaged location error ratio being about 6.27 ± 3.14%. Therefore, the proposed wearable and wireless EIT system can be viewed as a good system prototype and may be applied to more clinical applications in the future.     

金属橡胶材料降噪性能的试验研究

对金属橡胶材料的降噪性能进行了试验研究.通过测量不同结构参数的金属橡胶材料的吸声系数,考察了金属橡胶结构参数(厚度、孔隙率、背后空腔深度等)对其吸声特性的影响规律,为金履橡胶在减振降噪方面的工程应用提供了试验依据.     

家用空调压缩机的流体声和消声

在分析空调压缩机的噪声与声源的基础上，对流体声及其消声技术作了详细阐述，并提出进一步的研究方向。