电容层析成像技术在气固两相流检测中的应用

电容层析成像是一种对绝缘介质内部状态实现可视化的技术.文中介绍了一种应用于气固高压密相输送的小口径电容层析成像系统.电容传感器采用8电极结构,内径为10 mm,管道内压力达2 MPa.基于交流法的电容检测电路可以实现高分辨率测量,交流和直流两级增益可调可以实现宽范围电容检测.系统的成像速度达100帧/s.     

提高电容层析成像系统实时性研究

为适应工业过程参数检测,特别是高速流体检测的需求,提出了数字相敏解调与持零开关策略相结合的方法以改善电容层析成像系统的实时性。交流C/V转换电路具有信噪比高、动态测量范围大的特点,被广泛应用于电容层析成像系统。目前,该种电容层析成像系统可达到250幅/秒的采集速度,但依然无法满足高速流体检测的要求。为此,分析了影响ECT系统实时性的各种因素,并着重介绍了利用数字相敏解调与持零开关策略提高实时性的方法。实验结果表明,采用该方法后12电极电容层析成像系统的数据采集速度可提高至1 000幅/秒,同时保持较高的信噪比。     

基于单检测通道的电容层析成像系统

提出了改进的交流法微弱电容检测电路,对相敏解调器的输入正弦信号作带通滤波处理,以提高检测精度和稳定性.为了简化数据采集系统,提出了单检测通道的电容层析成像硬件架构,设计了适用于单检测通道电容层析成像的12电极T型电极开关阵列,并可以升级为16电极系统.为了克服单通道检测速度低的缺陷,改进检测电路以缩短C/V转换时间.将单检测通道电容层析成像系统应用于煤粉气力输送的过程检测中.重建图像显示,在输送固相体积浓度由0.15增加到0.4的过程中,水平管道气固两相流的流型由层流变为均相流,稳定后又恢复到层流状态.     

基于双截面ECT的气/固两相流参数检测系统

为了实现多相流的流动过程在线监测和多参数测量,设计并研发了一套应用于气/固两相流检测的双截面8电极电容层析成像系统.采用交流法电容检测原理实现具有16个独立电容检测通道的电容测量电路,实测系统的成像速度为590帧/秒.将双截面电容层析成像系统用于气/固两相流的实时检测,并将两层截面的图像作相关计算,获取成像截面的固相速度分布.由固相速度和浓度最终算出气/固两相流的固相质量流量,从而实现气/固两相流浓度、速度、流量等多参数的综合检测.将双截面ECT传感器算得的质量流量与发料罐重力传感器获取的质量流量作对比发现,两者具有较好的一致性,流量测量误差小于8％.     

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...     

电容层析成像中电容检测方法的分析比较

介绍了电容层析成像中常用的电容检测方法电荷转移法、交流法以及差分采样法.分别从电路结构和工作原理等方面分析比较了每种测量方法的优缺点及适用的场合.     

电容层析成像中电容检测方法的分析比较

介绍了电容层析成像中常用的电容检测方法:电荷转移法、交流法以及差分采样法.分别从电路结构和工作原理等方面分析比较了每种测量方法的优缺点及适用的场合.     

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.     

电容层析成像系统阵列传感器的优化设计

电容层析成像系统的结构参数对电容敏感场灵敏度的分布有重要影响,进而影响重建图像的质量.本文提出了一种灵敏场均匀性的评价指标,并据此对电容层析成像系统阵列传感器进行了优化设计.     

电容层析成像系统中径向电极的研究

由于电容层析成像系统中电容测量非常困难,常采用在相邻电极间嵌入径向电极的方法来改善电容敏感场的分布.文中对8电极电容层析成像系统进行了具体的仿真实验和理论分析,并对径向电极及其嵌入尺寸对电容传感器的电容值及敏感场分布的影响进行了研究,根据各项参数对电容传感器性能的影响以及传感器结构参数的优化目标函数,确定了径向电极的最优嵌入尺寸.实验结果表明:采用径向电极最优嵌入尺寸的电容层析成像系统,能够缩小测量电容值的动态变化范围,降低数据采集电路的设计难度,同时还能够提高电容响应的灵敏度,改善电容传感器敏感场的分布,提高电容层析成像系统的性能.     

基于PCI和FPGA的转台检测系统

介绍了一种基于PCI和FPGA的转台检测系统从硬件到软件设计的解决方案,实现了对转台角速率、角位置控制精度、角加速度的测量,并给出了测试实例.该解决方案通过FPGA实时采集系统采集光栅传感器信号,经PCI总线以DMA方式向计算机传输数据,最后由计算机应用软件做数据处理并显示、存储.     

平整机液压AGC系统时域特性测试研究

为了测试某1500平整机液压AGC系统的时域特性,设计了基于Labview虚拟仪器为软件平台和PCI高速总线数据集卡为硬件平台的测试系统。介绍了系统的时域特性测试过程,能同时完成模拟信号与多路数字量信号的数据同步采集,数据的分析、存储与显示。     

基于PCI总线的超声检测虚拟仪器系统设计

为了实现超声检测的数字化、智能化、图像化以及自动化,开发了一种基于PCI总线的超声检测虚拟仪器系统.系统以计算机为核心,利用FPGA强大逻辑处理能力,PCI总线高速数据传输功能,实现了超声检测信号的发射接收,采集处理,数据存储、显示和输出,并运用小波变换对超声信号进行了降噪处理.实验结果表明,小波变换对超声信号具有良好的滤波效果,该系统具有数据传输速度快,信噪比高、性价比高等优点,为缺陷信号的准确定量和定性分析奠定了良好的基础.     

基于PowerPC的嵌入式设备数据采集接口的设计与实现

文中提出了一种基于PowerPC的数据采集接口设计方案,该方案以PowerPC微处理器为核心,通过其集成的PCI总线控制器和PCI Express总线控制器,扩展了除PCI Express外的多路PCI/PCI-X数据采集通道.系统基于嵌入式Linux操作系统平台完成相关驱动软件的开发,实现了数据的高效率采集,具有低功耗、高带宽和高集成度等优点.测试结果表明:系统处于全效率运行状态,数据采集速率可以达到GB级,满足了系统设计的要求,具有广阔的应用前景.     

基于PCI-1711数据采集卡的PTCR伏安特性测试系统

利用PC机和基于PCI总线的高速数据采集卡PCI-1711，开发出了新型PTCR伏安特性测试系统。利用采集卡的数字量输出与模拟量输入功能，配以外围接口电路，有效地实现了对电路的控制和对所需数据的采集，同时能对十工位PTCR的伏安特性进行测量。还介绍了时分复用技术在测试系统中的应用。     

基于FPGA和单片机的PCI数据采集卡

传统光栅测量设备采用ISA总线,而ISA总线传输速度低,不能满足高精度和高实时性的测量需求.设计并实现了一种基于FPGA和单片机的高性能PCI数据采集卡,使用Verilog HDL语言对FPGA进行编程,使FPGA实现对光栅信号的细分、辩向和计数功能;通过单片机读取FPGA可逆计数器内的数据并进行缓存和传输;设计了上位机和该数据采集卡的通信接口,PC机通过该通信接口对测量数据进行读取和处理.     

基于Lonworks总线的分布式测温系统的设计

本文基于LonWorks现场总线技术,采用新型单总线数字温度传感器DS18B20提出了一种新型的分布式测温系统。系统由一台上位机和多个智能节点组成,智能节点采用单片机MSP430F149为主处理器,神经元芯片3150为从处理器。用单片机进行温度数据采集,输出数据经收发器通过LON网络传给上位机,实现了对温度的实时、准确及自动检测。     

DSP运动控制器与PCI总线的接口设计

由于DSP具有高速实时处理能力和丰富的外设功能,目前,以DSP为核心处理器的运动控制器已经成为开放式运动控制器的发展主流,并得到广泛的应用。本文介绍了以DSP为核心处理器的开放式运动控制系统结构,并重点设计使用接口芯片PCI9030完成DSPTMS320LF2407和PCI总线的接口电路,实现了以DSP为核心处理器的运动控制器与上位机进行实时高速数据传输。     

用虚拟仪器改造YD200A型圆度仪

对传统的YD200A型圆度仪进行了虚拟改造的可行性分析,给出了基于PCI总线的虚拟仪器系统的软硬件构成。用设计的虚拟仪器对轴的圆度误差进行了实际测量,结果表明与传统的仪器及其测量方法、数据处理方式相比,虚拟仪器构建非常容易,还实现了检测过程的自动化、数字化、智能化及可视化,大幅度提高了测量速度、数据处理速度及测量精度。     

FPGA在偏振耦合测试仪中的应用

在偏振耦合测试仪的PCI接口数据采集系统中，现场可编程门阵列(Field Progrmnable Gate Array)实现了对模／数器件的控制功能，同时完成了与PCI总线控制器间的数据接口功能。应用自项向下的设计思想，完成了FPGA内部的逻辑设计，并对其逻辑功能进行了仿真验证，给出了FPGA数据采集时的测试时序图。应用FPGA实现的数据采集系统可以检测出偏振耦合检测仪中的微弱干涉光信号。