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.     

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.     

纳米分辨近场光学显微成象技术现状

介绍了纳米分辨近场光学显微成象技术现状,近场光学显微成象技术大体可分为小孔扫描近场光学显微镜（Ａ－ＳＮＯＭ）、无孔径用射扫描近光学显微镜（Ｓ－ＳＮＯＭ）和光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）三种基本类型,除介绍这三类近场光学显微镜简要成象原理、现状和各自特点外,还重点介绍了大连理工大学纳米成象技术研究组ＰＳＴＭ的研究进展,即ＰＳＴＭ消假象数值模拟和实验研究结果,其实验空间分辨首次达到２．８ｎｍ线扩展函数     

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...     

12电极ECT系统的计算机接口实现

ＥＣＴ（电容层析成象）技术是８０年代末发展的一种新的层析成象技术。本文提出了一种适用于１２电极ＥＣＴ系统的低噪声、低漂移的电容测量电路及计算机接口电路，并介绍了利用该接口电路对测量通道的逻辑控制和图象重建数据的采集方法及实现。     

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。     

本期部分文章摘要

电阻层析成象系统的研究／邵嘉庆…／／自动化与仪表．－１９９９年．１４（２）－１～３本文叙述了天津大学ＴＥＲＴ－２型电阻层析成象系统的构成和图象重建原理,并给出了该系统的静态分辨率及成象结果。该系统主要优点是非侵入性、速度快、安全性好,且具有较高的分辨...     

电阻抗成象技术

电阻抗成象技术是国外近十几年来发展起来的一门崭新的医学成象技术，它根据人体内部组织器官具有不同阻抗的特性，借助分布于体表的电极阵列，施加一定模式的注入电流，然后通过测量电极上的电压得到人体内部的阻抗数据，再将这些阻抗数据，依据重建算法，构造出体内组织器官的图象，供临床医生作出判断。本文介绍了电阻抗成象技术的原理，国外发展概况，研究重点和系统实现，以期引起国内医学电子同行的关注，并促进这一新技术在我国的发展。     

井间ERT电极阵列优化及监测实验系统设计与开发

为了开发用于地层中CO2运移监测的井间ERT系统,研究了ERT电极阵列和工作模式优化设计方法并研制了井间ERT监测模拟实验系统。基于COMSOL平台构建了模拟井间ERT测量响应的有限元数值模型,利用数值模型分析了电极间距和宽度等参数对监测区域电场灵敏度的影响规律以及不同电极阵列工作模式下场域灵敏度的分布特征,确定了井间ERT实验系统中最优的电极参数,即电极间距、宽度与监测范围的比值分别为0.200、0.025,电极阵列的工作模式为AM-BN。在对实验系统进行功能需求分析、总体设计以及上述优化设计的基础上,分别对系统硬件部分和软件部分进行了开发,采用多路切换开关并配合精密电桥仪实现了对电阻抗参数的测量,利用以LabVIEW为平台开发的测控软件实现了对实验系统的自动化控制。以埋放绝缘物体来模拟注入地层CO2的方式开展了实验测试,结果显示测量到的电阻抗数据可以灵敏地反映出监测区域电参数的变化且能够用于定位绝缘物体的位置,从而验证了所开发系统的可用性。所建立的电极阵列优化设计方法以及开发的井间ERT监测模拟实验系统为下一步深入研究基于复电导率参数的CO2饱和度评价模型和开发现场适用的井间ERT监测系统提供了实验平台。     

基于回代信赖域的电阻层析成像算法

针对电阻层析成像(ERT)技术中反演问题的病态性,提出一种改进的回代信赖域算法BTR(Backtracking Trust Region),并将其应用于气/水两相流的可视化测量。该算法通过信赖域算法获得迭代方向,通过回代技术获得迭代步长,可在减小重建误差的同时,提高成像速度。利用Comsol软件进行仿真,并设计ERT系统对各种典型流型进行测量,验证了算法的可行性。通过与Landweber算法、共轭梯度算法和现存的信赖域算法的比较,证明本文方法明显改进了成像精度和实时性。     

Application of Erlang’s formula for non-Poisson flows

An improved method of equivalent random traffic (ERT) has been developed, thus making it possible to compute the parameters of splitting flows of calls, which makes it different from the classical ERT method operating only with combined flows of calls. The numerical analysis indicated that this method has an increased accuracy for independent flows. For dependent flows, the approximation’s accuracy is reduced, and the correlation between them should be taken into account.     

基于QR分解的对称共轭梯度法成像算法

为了快速得到高质量的重建图像,提出了对称共轭梯度法成像算法,大大缩减了迭代次数,同时,将ERT物理模型进行规范化和Tikhonov正则化处理,进而将QR分解的思想引入ERT方程的求解中,提出基于QR分解的对称共轭梯度算法,实现了单步图像重建.理论分析表明,该算法具有良好的收敛性.通过典型流型的仿真实验,证明了该算法可以...     

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.     

代数神经网络电阻层析成像图像重建算法

两相流体具有复杂性的流动特性,图像重建的精度是两相流参数准确测量的基础。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,使得重建的图像质量差、计算时间长等问题,基于代数运算的神经网络,给出了一种基于代数神经网络电阻层析成像图像重建算法。该算法通过建立代数神经网络,以测量的边界电压值作为神经网络的输入,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。通过实验仿真分析,该方法具有收敛速度快、代价低和误差小等特点。     

电阻层析成像传感器软场特性分析

电阻层析成像传感器的敏感场是软场,受被测介质的影响．利用作者建立的ERT仿真 软件为工具,通过多种介质分布下灵敏度分布的计算与比较,研究了传感器的软场特性．结 果表明,不同的介质分布可导致灵敏度有正、负百分之几十的变化．各处灵敏度变化不仅与 场域内介质有关,还与该点在灵敏场中所处的位置有关．     

Effects of vegetation canopy structure on remotely sensed canopy temperatures

Remote sensing of vegetation temperatures is a promising technique for inferring plant water stress and yield on a large spatial scale. The effects of vegetation canopy structure on thermal infrared sensor response need to be understood before vegetation surface temperatures of canopies with low percentages of ground cover can be accurately inferred. The response of a sensor is a function of vegetation geometric structure, the vertical surface temperature distribution of the canopy components, and sensor view angle. Large deviations between the nadir sensor effective radiant temperature (ERT) and vegetation ERT for a soybean canopy were observed throughout the growing season. The nadir sensor ERT of a soybean canopy with 35% ground cover deviated from the vegetation ERT by as much as 11°C during the mid-day. These deviations were quantitatively explained as a function of canopy structure and soil temperature. Remote sensing techniques which uniquely determine the vegetation canopy temperature(s) from the sensor response need to be studied.     

利用改进粒子群算法优化ERT有限元模型*

为了提高电阻层析成像正问题计算精度,鉴于不同拓扑结构有限元模型对应的正问题计算精度不同,针对电阻层析成像有限元模型优化的特点,提出一种改进粒子群算法。新算法首先借鉴区间算法与轮盘赌选择生成粒子初始位置,并在算法迭代过程中采取改进精英策略以克服算法早熟收敛。仿真实验结果表明,新算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,满足电阻层析成像有限元模型优化的要求,可有效提高正问题计算精度。