油水兩相流的雙模層析成像系統(tǒng).pdf

1、電學(xué)成像技術(shù)是在電磁場理論上發(fā)展起來的一種新型檢測(cè)手段,其具有響應(yīng)速度快、無輻射及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),在工業(yè)測(cè)量和醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)上有著誘人的發(fā)展前景。
　　電阻層析成像(ERT)系統(tǒng)和電容層析成像(ECT)系統(tǒng)是電學(xué)成像系統(tǒng)的兩個(gè)主要分支且技術(shù)相對(duì)已經(jīng)成熟。ERT技術(shù)主要應(yīng)用在被測(cè)對(duì)象以導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的場合而ECT技術(shù)應(yīng)用在被測(cè)對(duì)象以非導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的情況,具有互補(bǔ)的測(cè)量范圍,且ERT系統(tǒng)和ECT系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)及軟件測(cè)量方面有一定的

2、通用性。為了拓寬電學(xué)成像系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,本文合理的融合了ERT和ECT技術(shù)特點(diǎn)并構(gòu)建一套統(tǒng)一傳感器陣列的ERT/ECT雙模態(tài)系統(tǒng),以油水兩相流為被測(cè)對(duì)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,獲得了理想的測(cè)量數(shù)據(jù)和成像效果。
　　本文的主要工作和結(jié)果如下:
　　1.通過COMSOL和MATLAB等仿真軟件針對(duì)ECT和ERT系統(tǒng)的傳感器陣列進(jìn)行了二維和三維的仿真優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了兩套系統(tǒng)傳感器陣列的統(tǒng)一,進(jìn)而設(shè)計(jì)出了一套均勻分布在管道內(nèi)壁的16陣列電極傳感

3、器。
　　2.分析了ERT系統(tǒng)和ECT系統(tǒng)的激勵(lì)測(cè)量方式以及各自對(duì)應(yīng)的硬件采集電路,將C/V轉(zhuǎn)換電路與R/V測(cè)量電路對(duì)比分析,從而實(shí)現(xiàn)了硬件測(cè)量系統(tǒng)的統(tǒng)一。
　　3.結(jié)合課題組設(shè)計(jì)的硬件電路,對(duì)搭建的基于FPGA和DSP的16電極雙模數(shù)字化系統(tǒng)的各模塊進(jìn)行了硬件調(diào)試以及完成了雙模系統(tǒng)的模塊化程序設(shè)計(jì)。
　　4.對(duì)雙模系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并擴(kuò)展了ECT模態(tài)的測(cè)量范圍,實(shí)現(xiàn)了 ECT模態(tài)對(duì)弱導(dǎo)電性介質(zhì)的測(cè)量,進(jìn)一步研