提高電容層析成像系統(tǒng)測(cè)量電路靈敏度方法研究.pdf

1、電容層析成像技術(shù)（Electrical Capacitance Tomography,簡(jiǎn)稱ECT）根據(jù)管道或封閉容器內(nèi)多相流體中各相介質(zhì)介電常數(shù)不同的原理，通過(guò)電容傳感器、電容測(cè)量電路和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)量出各極板間的電容值，并結(jié)合相應(yīng)的圖像重建算法將管道或容器內(nèi)介質(zhì)分布圖顯示出來(lái)，通過(guò)提取圖像的特征參數(shù)參與過(guò)程控制。ECT技術(shù)具有適用范圍廣、非侵入、快速、安全性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已應(yīng)用于電力、石油和化工等多個(gè)領(lǐng)域。
　　

2、 微小電容測(cè)量電路是電容層析成像系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，提高測(cè)量電路的靈敏度，可以提高對(duì)管道或封閉容器內(nèi)物場(chǎng)變化的敏感性，進(jìn)而提高圖像重建的準(zhǔn)確性。因此，對(duì)電容測(cè)量電路靈敏度的研究有著重要的意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，主要完成以下工作:
　　 1.對(duì)ECT系統(tǒng)工作機(jī)理和電容測(cè)量電路的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了較全面的分析。介紹了ECT系統(tǒng)中常見(jiàn)的幾種電容測(cè)量電路，并對(duì)各測(cè)量電路的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。
　　 2.針對(duì)實(shí)際應(yīng)用條件下，

3、測(cè)量電路中運(yùn)算放大器增益有限，模擬開(kāi)關(guān)存在導(dǎo)通電阻等因素，推導(dǎo)出測(cè)量電路靈敏度計(jì)算模型，該模型較全面反映了各參數(shù)對(duì)測(cè)量電路靈敏度的影響。
　　 3.利用該計(jì)算模型分析了雜散電容對(duì)測(cè)量電路靈敏度的影響，采用相位補(bǔ)償法來(lái)提高測(cè)量電路靈敏度并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，相位補(bǔ)償值可通過(guò)該計(jì)算模型求出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明相位補(bǔ)償法可以有效提高測(cè)量電路靈敏度。
　　 4.根據(jù)靈敏度計(jì)算模型分析了激勵(lì)信號(hào)的頻率對(duì)測(cè)量電路靈敏度的影響，提出最佳激勵(lì)頻率法