电容层析成像系统图像重建稳定性研究

电容层析成像图像重建是一个不适定的反问题求解过程,敏感于测量投影的微小变化,难以重建稳定的管截面图像,通过奇异值分解分析了成像系统产生不适定性的原因,采用阻尼最小二乘法改善了图像重建所对应的病态方程组的求解条件,有效克服了图像重建过程中的不适定性,获得了稳定的管截面图像。     

电容层析成像图像重建算法的研究

在分析电容层析成像基本原理和图像重建算法的基础上，提出了采用迭代代数方法对管道截面图像进行重建．针对迭代算法收敛速度慢、耗时多的缺点，对迭代算法进行了改进，使重建图像的速度和质量都有明显的提高．     

电容层析成像RBF神经网络图像重建算法的改进

RBF神经网络图像重建算法在电容层析成像系统中应用广泛,它较好地克服了ECT系统的软场特性、强非线性和不适定性,其成像时间和成像精确度比其他算法都有很多改善.本文从有限元场域剖分、数据归一化和神经网络输入层角度对该算法进行了相关改进.仿真实验结果证明,改进后的算法有着更好的成像时间和成像精确度.     

三项共轭梯度的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像技术中的＂软场＂效应和病态问题,提出了一种三项共轭梯度的新电容层析成像算法.在分析电容层析成像基本原理的基础上,给出了三项共轭梯度法的迭代公式和计算步骤,并探讨了ECT应用该算法的可行性,算法满足收敛条件且重建图像误差小.仿真和实验结果表明,同LBP和普通共轭梯度算法相比,该算法兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点.     

一种分解型Quasi-Newton电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像系统中的"软场"效应和病态问题,在分析电容层析成像和QuasiNewton算法原理的基础上,基于非线性最小二乘的成像原理,提出了一种新的分解型Quasi-Newton电容层析成像算法,推导出了求解ECT反问题的分解型拟牛顿图像重建算法放的计算步骤,同时利用信赖域公式对目标函数的Hessian矩阵进行校正.仿真实验表明,基于分解型拟牛顿方法具有可行性,对于基本流型该算法与LBP算法相比,具有成像质量高和边界均匀稳定的特点,为ECT图像重建的研究提供了一个新的思路.     

基于Broyden族校正的电容层析成像图像重建算法

为解决电容层析成像(ECT)图像重建中的"软场"效应和典型的病态问题,提出了一种采用Broyden族校正算法对电容层析成像系统进行图像重建的方法。基于对ECT系统基本原理的研究,推导出实现电容层析成像图像重建的Broyden族校正的数学模型,并采用归纳法分析了算法收敛性。对该算法应用于ECT上的可行性进行了探讨,该算法符合收敛条件且成像精度高。实验结果的数值表明Broyden族校正算法的重建图像效果非常理想,且成像质量优于SD、LBP、Landweber及CG算法,给ECT图像重建领域提供了一种有效的新方法。     

基于网格计算的电容层析成像图像重建技术的研究

针对目前电容层析成像系统在处理和解决上,对图像重建实时性的需求还有所欠缺的问题,提出了以网格计算技术为支撑,构建基于网格技术的图像重建系统,将分布的计算机资源组织协调起来共同解决科学与工程问题.这一技术提高了图像重建结果的处理速度,解决了单从算法优化角度无法解决的实际应用问题.     

基于支持向量机的电容层析成像图像重建算法

针对BP重建算法处理由电容层析成像系统所采集的投影数据耗时较多、收敛慢的问题,提出一种基于支持向量机的电容层析成像系统图像重建算法,提高了重建算法的成像速度,从而改善成像系统的整体性能.仿真结果表明,该方法的成像精确度及成像实时性较好.     

基于RBF神经网络的电容层析成像图像重建算法

针对目前电容层析成像系统图像重建分辨率不高,精确度低的问题,提出了一种新的采用RBF神经网络对电容层析成像系统进行图像重建的方法.该神经网络采用改进的自适应遗传算法,优化选取隐层神经元的中心和宽度,用Tikhnov正则化方法训练网络权值.12电极的电容层析成像系统的仿真实验结果表明,该方法能明显改善成像质量,成像精确度较好,证明了该方法的有效性.     

电容层析成像系统上位机软件设计

电容层析系统(ECT)通常可分为两部分：单片机控制的数据采集系统和装载有图像重建、图像分析以及ECT系统控制软件的上位计算机.介绍了16极板ECT系统上位机软件的开发设计.上位机通过串口由数据采集系统获得图像重建所需要的投影数据.采用面向对象的可视化开发工具Visual C++作为上位机软件编程语言，实现了与数据采集系统的通信、人机交互、在线重建图像和离线图像分析等功能.说明了软件开发过程中一些关键问题及解决方法，给出ECT系统在线重建图像和历史回放的运行示例.     

用于电容层析成像系统的电容测量电路

电容层析成像(ECT)技术是目前最具发展前景的多相流参数检测方法,可进行多相流相浓度、流型、流量等参数的在线测量.介绍了12电极ECT成像系统的测量原理及设计方法.研制了一种交流激励的微电容测量电路,该电路具有较强的抗杂散电容性能,结构简单、容易实现等优点,较好地解决了电子开关的电荷注入效应对测量分辨率的影响问题.实验表明:电容测量的分辨率可达5.5×104pE.     

电容层析成像投影数据的采集系统设计

电容层析系统(ECT)可分为电容传感器阵列、投影数据采集系统和成像计算机三部分.通常的ECI系统中，每个电容极板都有自己的电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据并行地转换成直流信号.研究了单片机控制的采用串行数据采集方案的ECT投影数据采集系统的设计.各极板共用一套电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据串行地转换成直流信号，降低了硬件成本，消除了并行测量方式通道差异所带来的误差.论述了设计的整体方案、电容检测电路、极板控制电路、单片机单元电路和软件设计.给出了数据采集系统测试实验和ECT系统成像实验的结果.     

电容层析成像传感器轴向特性的仿真研究

针对目前电容层析成像技术的传感器灵敏场分布的研究,建立了12电极电容层析成像传感器的轴向响应特性的有限元仿真模型,利用该仿真模型研究了METC型和UMIST型传感器的轴向空间响应特性．仿真结果表明：METC型传感器内部的电场分布与二维有限元的假设相符,而UMIST型传感器在轴向有较高的空间分辨率,METC型传感器在激励电极和检测电极附近的灵敏度相差较大,并根据仿真结果指出了各自的适用场所．     

电容层析成像系统的有限元分析

介绍了ECT系统的组成、工作原理及数学模型．针对有限元仿真分析过程中研究较多的三个重要问题：网格剖分、灵敏度计算及传感器优化设计进行分析，阐述其现有方法及成果．     

基于MATLAB的电容层析成像系统一种剖分方法的实现

电容层析成像是监测两相流动的一种新技术.它可重建两相流在其流经管道横截面上的相分布图像,而重建图像的先决条件是需获得成像系统的灵敏场分布.有限元仿真技术可以较为精确地获得在特定介质分布下的灵敏场分布,并且由于工作主要由计算机完成,数据的后期处理等都大为简化.有限元仿真技术的首要任务,是对场域进行合理的剖分.介绍了基于MATLAB的一种剖分方法的实现.在此剖分方法下,实现了电容层析成像系统的灵敏场分布的计算.     

电容层析成像在双套管气力输送中的应用

以某公司双套管密相输送系统为试验平台,用电容层析成像技术对粉煤灰为输送物料进行了相关物理参数的测量研究。研制了适用于高压力下的8加4电极的电容层析成像传感器并进行了试验台的搭建安装。采用电容层析成像技术（ECT）,对常温下气力输送的固体浓度、速度和质量流量进行了测试研究。研究结果证明电容层析成像技术在工业中的现实可行性。     

两相流ECT系统的自寻增益数控放大器设计

在两相流电容层析成象(ECT)系统中，由于两相流体的多样性、流型及相分布的复杂性。使得被测介质的介电常数变化范围很大，这就要求采集处理电路的放大部分的增益具有宽量程来适应不同参数的两相流体．所提出的高精度自寻增益数控放大器，很好地解决了这些问题．