电容层析成像系统微小电容测量电路的设计

微小电容检测是电容层析成像技术的关键和难点，依据油水两相流电容层析成像系统的具体要求，研究了一种微小电容交流测量电路，电容测量电路的静态测量误差＜0.2%，漂移为每小时0.05%，实验结果表明：该系统的设计满足使用要求。     

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.     

电容层析成像系统传感器的电路设计

在电容层析成像系统中经常使用CMOS开关选择激励电极和检测电极,但这些开关会引入额外电荷或导致电荷泄漏,为此,设计了一种传感器,它不使用任何开关,直接连接在电极上,对电极上的电压采用数字化的控制,传感器的激励场是完全灵活的。     

一种用于电容成像系统中的数据采集系统

介绍了用于电容成像系统中的数据采集系统,采用直流补偿的方法对充放电电容检测电路中的电荷注入电容及静态电容进行补偿,使检测精度得到提高,运用了多通道并行的检测方式使检测速度也得到提高。     

电容层析成像技术及发展现状

电容层析成像技术是80年代中后期形成和发展起来的一种基于电容传感机理的过程成像技术,叙述了电容层析成像技术的工作原理,针对传感器系统设计、微小电容测量、图像重建算法等关键技术进行分析,并阐述其发展现状。     

电容层析成像中的电极集成化设计

设计了一种电容层析成像电路,它直接安装在电极上,可以减小杂散电容的影响．通过增加工作频率,可提高灵敏度,电极与基于CMOS的充放电电路及数字控制电路整合在一起,为数字化通讯提供了快速、安全、有效的数据传输,并通过移位寄存器与主机进行数据交流。     

电容层析成像系统的图像重建

电容层析成像技术是20世纪80年代中后期形成和发展起来的过程层析成像技术。由于电容传感器具有“软场”特性，并且数据采集系统所获得的投影数据有限，因此图像重建精度的提高成为电容层析成像技术研究的一个难点，为解决这一问题，研究了电容层析成像系统的构成和数学模型，阐述了ECT系统的图像重建算法的发展现状及改进方法。     

电容层析成像系统中电容敏感场的建模与仿真

对电容传感器进行了数学描述，建立了电容敏感场分布的数学模型及其有限元模型，编制出电容敏感场分布有限元仿真软件．得到了电容敏感场分布结果并应用于电容层析成像系统样机之中．采用电荷法计算极板上电荷和极板问电容，具有运算简单速度快的优点．能显著提高电容层析成像系统的实时性．实验证明：本文建立的电容敏感场分布符合实际，在实际应用中获得了良好效果．     

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．     

电容层析成像系统中电容敏感场的建模与仿真

对电容传感器进行了数学描述,建立了电容敏感场分布的数学模型及其有限元模型,编制出电容敏感场分布有限元仿真软件,得到了电容敏感场分布结果并应用于电容层析成像系统样机之中.采用电荷法计算极板上电荷和极板间电容,具有运算简单速度快的优点,能显著提高电容层析成像系统的实时性.实验证明:本文建立的电容敏感场分布符合实际,在实际应用中获得了良好效果.     

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.     

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．     

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.     

基于USB 2.0的车辆数据采集卡的研究

介绍了一种基于USB 2.0的车辆数据采集卡,该采集卡采集到的车辆行驶状态数据可以通过USB 2.0接口上传到微机进行分析。文中给出了硬件和软件设计。     

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。     

应用于液体安全性检测的电容层析传感器设计

提出了一种以非接触的方式探测可燃、易爆物质的传感器设计方案．根据测量传感器电极间有无物质时的电容值差确定物质电介质常数,设计了用以实现这种测量的传感器的结构、尺寸以及电极分布．分析和比较了传感器特性, 并用计算机软件模拟了两种不同的传感器性能．采用阻抗分析仪测得多组数据进行分析、比对．实验结果表明电容层析电容的断层扫描传感器测量液体特性分辨率和灵敏度比平面板电容整列传感器高,为今后的密闭容器液体成像后的图像重组奠定了基础．