电阻层析成像系统硬件系统设计研究

针对传统电阻层析成像系统中的激励模式以及电极的布置方式,介绍了相关研究,同时改进设计了一种新的ERT系统装置,采用了新的电极设置方式,有效减弱了同等条件下电极本身对测试结果的影响;同时基于该装置,对电极的受力情况在ERT系统中对检测结果的影响进行了初步研究.     

高速电阻层析成像数据采集系统设计

针对目前电阻层析成像(ERT)系统实时性欠佳的问题,研制成功一套基于DSP和USB2.0技术的ERT数据采集系统.模块化设计保证了系统良好的可维护性和可扩展性,双极性脉冲电流激励技术和优化的结构设计实现了系统高速的数据采集能力,从而突破了ERT系统数据采集速度的瓶颈问题.测试结果表明,系统在取得良好精度的同时达到1464帧/秒的数据采集速度,满足了实际工业应用的实时性要求.     

基于双极性脉冲电流技术的电阻层析实时成像系统

提出了一种采用新的激励方法的电阻层析实时成像系统.该系统采用双极性脉冲电流激励模式,避免了直流激励下的介质电极化现象.相对于采用交流激励模式的电阻层析成像系统,新系统结构简单,大大地简化了比较耗时的滤波器环节,数据的采集速度显著提高.实验结果表明,电阻层析实时成像系统每秒可采集150帧以上的图像数据,采用灵敏度系数算法可实现每秒30帧实时成像.     

一种改进的代数神经网络电阻层析成像图像重建算法

本文以16电极的ERT系统为背景,从图像重建的稳定性和速度两方面对两相流场的图像重建算法优化进行实验室研究。针对电阻层析成像系统存在的软场特性、强非线性和不适定性,重建的图像质量差、计算时间长等问题。采用了一种将基于类支集函数的代数神经网络算法,将图像重建转变为一个严格对角占优的线性方程组的求解问题,以达到图像快速、准确的重建目的,该算法的求解过程稳定并具有良好的计算性能。同时针对大规模神经网络算法训练速度较慢的问题提出了分区域求解的改进方法。通过实验仿真分析,改进后的算法具有简化神经网络结构,比大规模神经网络运算速度快,误差小等优点,为电阻层析成像系统图像重建提供了新的有效方法。     

一种阵列电阻传感器的电阻检测电路设计

柔性电阻阵列传感器在生物信息检测领域有着巨大的应用,但由于阵列电阻间串扰的存在,使得该类传感器检测精度大大降低,本文基于等电势屏蔽方法设计实现了一种针对于阵列电阻检测的高准确性可变精度的检测电路,并通过Multisim进行阵列电阻检测仿真,经过仿真验证该电路最高可实现1%精度的阵列电阻检测。     

一种印制线路板微电阻库方阻值的测试方法

本文介绍一种印制线路板微电阻库方阻值的测试方法。所述的方法可以准确的测试库方的阻值,精度达到±0.1mΩ,既能满足了客户要求,又节约了生产成本,而且所述的测试装置可以使用单手测试,方便操作,提高了加工效率。     

一种改进的频偏估计算法及其性能仿真

论文在比较分析现有基于数据辅助的经典频偏估计算法的基础上,提出了一种改进的Fitz载波频偏估计算法.与原算法相比,该改进算法不仅扩大了频偏估计范围,同时提高了频偏估计精度.通过仿真验证了该改进算法性能.     

油管腐蚀的一种电磁检测方法

针对目前油水井中在役油管使用状况的检测仪器和方法对油管外壁腐蚀检测的局限性,提出了一种电磁检测方法。该方法采用双极性低频脉冲激励,取代了传统的正弦激励;采用了"时间切片法"对信号做时域分析,通过对油管模拟外壁腐蚀缺陷的检测,取得了良好的效果;对油管壁厚计算值的误差分析表明,计算值与实际值的相对误差较小。试验结果表明,该方法能够检测油管的外壁腐蚀,并能较准确地给出油管剩余壁厚的平均值。     

一种语音门禁系统的硬件设计与实现

为实现对楼宇单元门的语音控制,应用高性能数字信号处理器TMS320VC5402作为核心,结合音频专用解码芯片和语音录放芯片ISD4003进行控制和接口设计,详细介绍了语音门禁系统的硬件组成和工作原理,实现音频信号的采集、读取及控制的并行性,提高了电路的可靠性;测试结果表明,本系统能够成功实现声音的准确采集及对电磁锁的语音控制。     

基于PXI总线的飞机供电测试系统设计

在飞机电网地面实验电气测试中,需要对电力汇流条和各负载输入端的动态和稳态供电特性进行测量,具有测试点数量众多,类型复杂等特点;针对这些特点,设计了基于PXI总线技术的飞机供电测试系统,该系统可以对飞机电气系统的32个通道进行1小时以上的监测,并对监测结果进行可调整速度的回放;测试人员可以根据需要,在回放过程中对局部波形任意停止、放大、生成报表;应用该系统对某型飞机航空电源进行了监测试验,结果表明,本系统功能强大,稳定可靠,设计方案合理,思路正确,对复杂数据监测系统具有很强的应用价值。     

电阻层析成象系统的研究

１前言电阻层析成象技术是电阻抗层析成象技术的简化情况。自八十年代末由医学工程中的ＣＴ技术移植于工业过程成象领域以来,电阻层析成象技术获得迅猛发展。正逐渐由基础原理性研究向应用性研究转化。电阻层析成象技术是一种非侵入、接触式测量技术,它利用场域边界测量...     

电容电阻双模态成像系统的无线数据采集技术

针对传统ECT/ERT成像系统中连接数据采集部分和成像终端的连线复杂、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于无线模块nRF24L01进行数据传输的ECT/ERT双模态成像系统;介绍了基于无线传输的ECT/ERT双模态成像系统硬件结构,采用一种简化的基于跳频的无线传输通信协议,该法可以在多台同频干扰机发送的环境下较好地避免采集数据受干扰,并实现每秒50帧数据传输;实验结果表明,采用无线跳频技术可以解决工业现场的干扰,使测量数据准确快速地传输到成像终端。     

电容耦合电阻层析成像传感器结构优化设计研究

针对电容耦合电阻层析成像传感器的优化设计,首先利用有限元仿真软件建立了12电极传感器有限元模型,并分析了后续图像重建所需的传感器灵敏场,之后将该仿真模型与实际传感器相应的测量数据及重建图像进行对比验证,研究表明仿真与实验结果能够较好吻合,为对传感器性能进一步研究提供可靠基础.为了提高系统稳定性及抗干扰能力,以该原始模型...     

高精度电阻抗断层成像数据采集系统

针对电阻抗断层成像技术对电阻抗信号采集精度的要求,建立了一个高精度的数据采集系统.该系统主要由一个基于数字合成技术的可编程激励电流源和一个基于正交序列数字解调法的边界电压采集模块共同构成.系统可以在1～190 kHz之间编程选择激励电流的频率,并可在0～1.25 mA之间编程设定输出幅度以满足人体测量的安全要求.系统可同时检测出边界电压的幅值和相位信息.工作频率范围内,系统的共模抑制比高于75 dB,相对测量精度优于0.02%.     

电容耦合电阻层析成像并行电阻测量原理研究

传统的电阻层析成像(ERT)系统的电极与被测介质直接接触,容易产生电极极化、电化学腐蚀等问题,近年来出现的电容耦合非接触电导测量技术与ERT技术相结合的电容耦合电阻层析成像系统提出了一种新的非接触测量方法来解决此问题。但是目前该系统的电阻测量原理决定了其测量模式是串行的,成为限制系统数据采集速度的一个重要因素。针对该问题,本文引入了新的测量模型,提出了并行电阻测量原理,实现了数据采集系统,大大提高了系统速度。本文主要研究内容包括:分析了新型传感器的测量模型,提出了新的电阻求解方法;利用有限元法获得了新测量模型下管道内灵敏场分布;研制了相应的12电极样机系统。初步实验测试结果表明,该系统在具有较好测量精度的同时,其数据采集速度可达120帧/s,有效提高了电容耦合电阻层析成像系统的实时性。     

基于同步测量的电阻抗层析成像系统研究

针对APT模式EIT系统存在的异步测量、结构复杂、调试困难等问题,研究设计了一种基于同步测量的电阻抗层析成像系统,从硬件和软件两个方面阐述了如何实现同步测量.系统硬件由PXI集成控制器、开关模块、数据采集模块和自制电流源组成,简化了系统结构,提高了系统的稳定性和精确度.本系统采用LabVIEW开发了专用软件包,实现了信号的同步采集,并用改进正则化算法重建了电导率分布图像.对比实验显示了同步测量和异步测量的差异,结果表明同步测量EIT系统图像更清晰,伪影更少,平均相对误差降低了48.99%.本文提供了一种可行的EIT系统同步测量方法,该方法适用于多电极(电极数≥16)场域的无损伤成像应用.     

电阻层析成像系统敏感场特性分析及图像重建

电阻层析成像系统敏感场受多相流介质分布的影响,敏感场分布数据作为图像重建所需的先验数据必须通过理论计算的方法得到.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.在分析电阻层析成像的基本原理的基础上,采用有限元的方法建立了敏感场的数学模型,通过对敏感场场域的分析,研究了影响敏感场分布的因素及规律,完成了敏感场分布计算及可视化仿真.依据敏感场的计算结果,提出了一种基于多项式加速的ERT图像重建算法,给出了算法的数学模型,并利用谱分析对该算法的收敛性进行了证明.仿真实验结果表明,敏感场有限元模型是正确的,图像重建算法兼备成像质量高及收敛速度快等优点,为ERT图像重建算法的研究提供了一个新方法.     

机敏混凝土ERT实验系统设计

机敏混凝土电阻率层析成像(ERT,electrical resistance tomography)是新近发展起来的一种可视性无损检测技术.为了对其深入研究,设计并实现了一个机敏混凝土ERT实验系统.系统的各功能模块都采用参数化设计技术,能够进行不同试件、不同电极数下ERT成像研究.实现了多种ERT成像算法,各算法参数和成像显示参数也可直接修改.介绍了该系统的主要功能及其实现方法,给出了部分ERT实验图.     

电容层析成像系统图像重建算法的研究

本文利用Tikhonov正则化和奇异系统理论,分析了引起电容层析成像系统逆问题不适定性的根本原因是由于敏感场矩阵小奇异值的存在。针对一般Tikhonov正则化方法将所有的奇异值都采取同一正则化参数修正带来的误差,本文将小奇异值对应的项设定正则化参数,而舍去零奇异值对应向量,既减少了误差又加快了速度。例算结果表明,用本文方法重建图像,比其它如线性反投影算法(LBP)、Landweber迭代法及一般Tikhonov正则化算法,都有一定程度的改善。