電容層析成像三維傳感器結構設計與圖像重建.pdf

1、電容層析成像技術(Electrical Capacitance Tomography，ECT)作為過程層析成像領域的一個重要研究方向，近年來發(fā)展極為迅速。依賴于電容測量的工作原理，電容層析成像技術具有安全性高、探測非侵入、適用范圍廣等優(yōu)點，正是基于此，電容層析成像技術具有十分廣泛的應用范圍。在實際應用中，也伴隨著相應的問題。傳統(tǒng)傳感器是二維成像，得到的也只是“切片圖”，這種成像方式有很多弊端。在流體傳輸?shù)倪^程中，有些問題很難直接反映出來

2、。ECT傳感器用以成像的敏感場分布是不均勻的，敏感場分布受被測介質的分布（位置與所占面積的大?。┡c兩相介質電容率差值的影響，形成“軟場”效應，導致重建圖像精度降低。針對上述問題，本文主要做了如下工作:
　　1.了解電容層析成像的技術原理，結合本課題的具體研究方向，有針對性的查閱直接三維電容層析成像技術的相關資料，并指出直接三維電容層析成像系統(tǒng)研究的必要性。
　　2.深入了解電容層析成像系統(tǒng)各組成部分，傳感器的構成、分類及傳感

3、器的相關系數(shù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的相關理論知識以及成像系統(tǒng)的相關理論并且研究電容層析成像系統(tǒng)敏感場的特性。
　　3.通過對傳統(tǒng)電容層析成像傳感器的研究，設計新型直接三維ECT傳感器，同時改進原有激勵模式。實驗證明，運用新型三維ECT傳感器不僅可以增加投影數(shù)據(jù)，還能有效的提高測量精度。
　　4.對“軟場”特性進行了詳細的研究并分析其成因。并通過設置先驗條件的方法構造粒子群適應度函數(shù)，從而彌補“軟場”效應造成的缺陷，并利用雙粒子群協(xié)同