电容层析成像技术研究（可编辑）

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1、电容层析成像技术研究分类号：密级：UDC：编号：学位论文电容层析成像技术的研究周晔指导教师姓名：杨晓光副教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：电气工程论文提交日期：2011年11月论文答辩日期:2011年12月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2011年11月ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONTHETECHNOLOGYOFELECTRICALCAPACITANCETOMOGRAPHYbyZhouYe

2、Supervisor:AssociateProf.YangXiaoguangNovember2011河北工业大学硕士学位论文电容层析成像技术的研究摘要电容层析成像（ECT）技术是近年来飞速发展的一门新技术，该项技术在多相流的检测与分析中具有广阔的工业前景，尤其是在石油、冶金、能源等领域发挥着重要作用。电容层析技术以其非侵入性、成本低廉、安全性能好等优点而成为目前工业检测领域的热门技术。但是目前该项技术还存在需要改进之处，如微弱电容检测、图像重建算法的精确度等。本文的主要工作包括以下两个方面：1.以12电极电容传感器为例进行分析，建立了传感器模型，利用有限元方法对求解场域进行分析，

3、完成了正问题与逆问题的计算，得到重建图像。其中涉及到的场域单元剖分、剖分图显示、正问题与逆问题计算均通过MATLAB软件来实现。另外，本文中利用GUI工具箱设计了可视化用户界面，方便用户针对不同的传感器进行图像重建。2.在硬件方面，电容采集系统的控制核心为DSP（TMS320F2812），它负责极板的选择、数据传输和AD转换等。文中介绍了系统硬件电路的组成部分，完成了下位机软件的编写与上位机程序编写，并通过串口实现了上下位机通信，传送电容数据与指令。关键词：两相流，电容层析成像，有限元，灵敏度，图像重建，dspi电容层析成像技术的研究RESEARCHONTHETECHNOLOGY

4、OFELECTRICALCAPACITANCETOMOGRAPHYABSTRACTElectricalCapacitanceTomographyECTisatechniquedevelopedrapidlyinrecentyears,whichhasbroadprospectsindetectionandanalysisofmulti-phaseflow,andplaysanimportantroleespeciallyinpetroleum,metallurgy,energyandotherareas.Capacitancetomographytechniquehasbecom

5、etobeahotfieldofindustrialinspectiontechnologyforitsnon-invasive,lowcost,safety.Butnowthereexistssomedisadvantagesinthistechnique,suchasdetectionofweakcapacitance，accuracyofimagereconstructionandsoon.Thetwoaspectsofmainworkcontainedinthisdissertationareasfollows：1.Thisdissertationisbasedon12-

6、electrodecapacitancesensor.Inthisdissertation,themodelofsensorfieldisbuilt,usingthefiniteelementmethodinanalyzingthefieldtobesolved,thecalculationofforwardproblemandinverseproblemarecompleted,andthenthereconstructedimageisobtained.Thefieldsubdivision,displayofsubdivision,andcalculationofforwa

7、rdproblemandinverseproblemwhichareinvolvedinthedissertationaredonebyMATLAB.Inaddition,theGUItoolboxwasusedinthisarticletodesignavisualuserinterfaceforuserstorealizeimagereconstructionbysettingdifferentsensors.2.Intermofhardware,thecapacitance