消光層析成像技術(shù)及在氣體-顆粒流場(chǎng)檢測(cè)中的研究.pdf

1、消光層析成像(Extinction Tomography)技術(shù)是近年來(lái)提出和發(fā)展起來(lái)的一種新型的計(jì)算機(jī)層析成像(Computed Tomography,CT)技術(shù),它將光學(xué)測(cè)量技術(shù)與由投影重建圖像的理論相融合,通過(guò)檢測(cè)物質(zhì)對(duì)光的調(diào)制效應(yīng)來(lái)重建被測(cè)參量場(chǎng)的某些特性分布及參數(shù).本文探索消光層析成像的原理、相關(guān)技術(shù)及其在氣體-顆粒流檢測(cè)中的應(yīng)用.在國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,對(duì)環(huán)形扇束光學(xué)傳感結(jié)構(gòu)及特性、光線(xiàn)掃描原理、圖像重建、圖像解釋和系統(tǒng)

2、綜合分析等方面進(jìn)行了深入的研究,為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用該項(xiàng)新型光測(cè)技術(shù)進(jìn)行了有益的探索.作者完成的主要研究工作和成果如下:1.根據(jù)消光法原理(Lambert-bear定律)描述了光在顆粒場(chǎng)中的調(diào)制效應(yīng),并根據(jù)光線(xiàn)掃描原理得出Radon正變換式,從而導(dǎo)出了消光層析成像的逆問(wèn)題.2.提出了環(huán)形扇束傳感器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想,并研制了15×5扇束結(jié)構(gòu)的陣列式激光傳感器,以及對(duì)其測(cè)量靈敏度分布和空間分辨率等性能指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算.3.深入研究了圖像重建算法

3、,改進(jìn)了醫(yī)學(xué)CT的濾波反投影算法、代數(shù)重建技術(shù)和扇束投影數(shù)據(jù)重排方法,提出了帶圖像光滑約束的NOSER算法、線(xiàn)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,并得到了較好的圖像重建結(jié)果.4.利用現(xiàn)代信息處理技術(shù)進(jìn)行圖像解釋,研究了基于圖像解釋的兩相管道流流動(dòng)狀況(流型)的自動(dòng)機(jī)識(shí)別技術(shù),以及建立了基于圖像解釋的流動(dòng)顆粒平均濃度和質(zhì)量流量的計(jì)算模型.5.對(duì)消光層析成像系統(tǒng)進(jìn)行了頻域綜合分析,研究了不完全投影數(shù)據(jù)和圖像重建算法對(duì)圖像質(zhì)量所造成