电阻层析成像系统的设计

针对传统的电阻层析成像系统存在的精度低、稳定度差、动态响应慢的问题,设计了一种新型的ERT测量系统。主要从硬件电路设计及微弱信号处理着手,提出了解决方案。硬件部分主要设计了激励信号源、电流源电路、电极选通逻辑控制电路、程控放大、乘法解调、低通滤波等功能电路,实现了对ERT微弱信号的调理。以STM32F4作为主控芯片,采用模数转换器AD7606实现了数据采集,提高数据采集系统硬件电路的性能,提高系统的稳定性、实时性和数据精度。     

电容层析成像硬件系统

提出了一种基于电荷放大原理的应用于电容层析成像的电容测量电路,在一个测量周期中,该电路仅对被测电容进行一次充放电即可完成电容测量.设计了基于此电路的数据采集系统.实验表明,该系统具有采样速度高和线性度高的特点.对12电极系统的数据采集速度达到了600幅/秒,线性度达到0.9991.     

工业过程电容层析成像系统的硬件设计

设计一个具有简化电路结构的8极板电容层析成像系统硬件部分。该系统不仅适合实验室研究用,亦适合工业应用。它的最明显特色是硬件电路结构简单,性能优良,主要论述了该系统的结构特色,包括整体方案,极板控制阵列,基于AC的微小电容检测系统,软件补偿CMOS开关的耦合电容,系统标定和通信电路。     

电阻层析成像系统信号预处理模块的设计

电阻层析成像技术在两相流中有广阔的应用前景。随着科技的发展，制约ERT系统实时性的不再是计算机数据处理能力和A／D转换性能．取而代之的是解调滤波环节成为整个系统中耗时最多的部分。本文着重分析比较了几种解调方法的优缺点，并根据自身系统的特点选用了乘法解调.设计并仿真了滤波器的性能。     

基于双极性脉冲电流技术的电阻层析成像硬件系统的研制

提出了一种利用双极性脉冲电流源作为激励源的电阻层析成像硬件系统设计的新原理，该方法削弱了采用常规直流激励源时带来的介质电极化效应。     

工业过程电容层析成像系统硬件设计中的关键技术

文中分析了工业过程电容层析成象（ＥＣＴ） 系统的传感器,传感器极板阵列控制电路,电容／ 电压（ Ｃ／ Ｖ） 转换电路,通信接口等硬件模块设计中的关键技术及解决方法。     

电阻层析成像系统软场特性研究

基于有限元仿真结果对电阻层析成像(ERT)传感器的"软场"特性作了深入研究.研究结果表明,ERT传感器的"软场"特性主要体现在其灵敏场的分布受被测介质的分布及两相介质电导率差值的影响.其它条件相同电极数目不同的ERT的灵敏场分布有所不同,但软场特性基本相同.     

电阻层析成像有限元仿真模型分析与设计

本文根据电阻层析成像(ERT)中常采用的16电极相邻激励模式,以及有限元计算中广泛采用的三角形网格元素划分.比较分析了5种不同拓扑类捌模型的对称性误差和结构性误差.仿真结果表明不同类型模型各有优缺点,实际应用中应结合具体情况与系统要求选择理想有限元模型.在此基础上,讨了网格分布形式、有限元质量等因素对ERT有限元仿真不确定度的影响,并探讨了提高ERT计算精度的有限元网格设计方法.仿真实验表明,传统的按等间隔原理剖分的有限元模型并不合理,而通过适当调整有限元剖分密度等措施可降低ERT有限元计算的不确定度.     

电阻层析成像技术的发展

电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography简称ERT)技术,作为一种新兴测量技术,受到越来越多领域的重视.本文主要介绍了该技术的发展历程,然后在综合软、硬件发展以及应用现状基础上,指出了E RT技术在发展中急需解决的问题.     

电阻层析成像技术的研究

本文对近年来兴起的过程电阻层析成像(ERT)技术作了综述,并介绍了作者在从事ERT技术研究中所取得的成果,包括关于敏感电极阵列、图像重建算法的仿真研究和在所开发的TERT-2型层析成像系统上的静态模拟实验研究。     

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。     

双敏感电极阵列的电阻层析成像系统的优化设计

电阻层析成像(ERT)和相关技术的结合可获得更多信息,这对气/液两相流参数如气相速度及其分布的测量有实际意义.基于此目的,双敏感电极阵列的电阻层析成像系统被设计和开发,此文着重讨论其优化设计和实验测试结果与分析.     

电阻层析成像(ERT)系统工作模式的研究

ERT系统中有多种数据采集方式,分别适用于不同的系统.且不同的数据采集方式下所得到的边界测量信号有不同的形式.提出一种电流源激励、电流检测的单电极激励的新型数据采集模式,分析新型数据采集模式与原数据采集模式的差异,通过实验验证新型模式的可行性.在提出的新型数据采集模式上采用方波电流激励方式,并取得了很好的实验结果.     

电阻层析成像有限元分析若干技巧

电阻层析成像(ERT)技术是目前过程层析成像技术的研究热点之一,工业应用前景看好.有限元法是分析ERT中电磁场问题的强有力的工具.然而,关于有限元法详细步骤介绍的文献较少,如场域剖分、边界条件处理等.本文以二维管截面电磁场场域为例,剖析场域剖分以及边界条件处理过程中的若干技巧.     

电容层析成像系统传感器设计新方法

在电容层析成像系统中,为了提高重建图像的精度,常用的方法是提高成像传感器的极板数目,以获得较多的图像重建所需的独立电容测量值数目,但这种方法是以牺牲检测场的灵敏度为代价的。该文提出了一种在有限极板数条件下通过改变极板的组合方式成倍提高成像系统的独立电容测量值数目的方法。仿真结果表明该方法在不降低检测场灵敏度的前提下提高了电容测量值数目,从而提高了图像重建质量。     

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...     

电阻层析成像中敏感电极阵列分析

提出了宽电极剖分模型,利用数值仿真计算方法,分析了宽电极剖分模型与线电极剖分模型的差异,研究了电极宽度的影响.仿真计算结果表明,电极宽度的引入导致正问题的差异,进而引起逆问题的差异,且随宽度增加差异增大.最后得出,采用宽电极剖分模型可以减小差异,提高计算精确度.     

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。     

电阻层析成像技术图像重建算法概述

电阻层析成像技术是近年来发展起来的一种截面分布式的检测技术．具有非侵入的，无辐射的，可视化的特点。在电阻层析成像技术中．图像重建是由测量到的边界电压重建出对象内部电阻率分布的过程．是最终实现ERT技术可视化测量的过程。图像重建算法．直接影响成像的效果。本文介绍了目前比较常用的图像重建算法的原理以及应用过程中的优缺点。     

信号处理虚拟仪器系统硬件设计

动态分析仪是检验机电设备运行时噪声振动的有力工具 ,也为机电设备的改进设计、避免共振提供了条件。随着动态分析仪应用的普及 ,迫切需要研制价廉、便携及功能强大的现场分析仪。信号处理虚拟仪器系统满足了这一要求。介绍了研制的随机振动信号处理虚拟仪器系统。详细阐述了该系统的硬件设计及其特点。为了对信号频率段进行细分 ,以提高频率分辨率 ,采用集成开关电容滤波器制作抗混滤波器。尤其对采用 8阶低通椭圆开关电容滤波器制作抗混滤波器中遇到的“共振”现象作出了理论分析 ,并通过实验得到证实 ,且予以解决。该系统具有低价位、高性能、便携等特点