基于單電極激勵(lì)模式的電阻層析成像技術(shù)的研究.pdf

1、兩相/多相流動(dòng)體系廣泛地存在于自然界和工業(yè)過程中，其流動(dòng)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，一直是工程技術(shù)和科學(xué)研究領(lǐng)域急需解決而迄今尚未很好解決的研究課題。電阻層析成像(ElectricalResistanceTomography，簡(jiǎn)稱ERT)技術(shù)是過程層析成像技術(shù)中的一個(gè)分支，是電阻抗層析成像技術(shù)的一種簡(jiǎn)化形式，具有非侵入、無輻射、在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，已逐步發(fā)展成為新一代過程參數(shù)檢測(cè)技術(shù)。 隨著電子和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)的要

2、求越來越高，目前的ERT系統(tǒng)還不能完全滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求，還有許多實(shí)際工作需要完成。本論文從ERT技術(shù)的原理性研究出發(fā)，著眼于提高ERT系統(tǒng)的工作性能，主要研究工作及結(jié)果如下： 1.從ERT原理入手，總結(jié)和分析ERT技術(shù)的數(shù)據(jù)采集模式，提出一種新型的電流激勵(lì)、電流檢測(cè)的單電極激勵(lì)數(shù)據(jù)采集模式，給出這種模式的數(shù)理模型，并應(yīng)用分離變量法求取了兩種媒質(zhì)分布情況下該模式的ERT正問題的解析解； 2.應(yīng)用ANSYS仿真軟件建立單電

3、極激勵(lì)模式ERT系統(tǒng)模型，從場(chǎng)分布和數(shù)據(jù)分析兩個(gè)角度對(duì)單電極激勵(lì)模式進(jìn)行仿真研究，驗(yàn)證該數(shù)據(jù)采集模式的正確性，討論其與相鄰模式的異同，及外接電阻對(duì)敏感場(chǎng)分布的影響。在此基礎(chǔ)上，提出新的ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 3.實(shí)現(xiàn)基于單電極激勵(lì)模式的ERT數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，為了簡(jiǎn)化硬件電路結(jié)構(gòu)和提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，應(yīng)用幅值可調(diào)的方波激勵(lì)信號(hào)；以PC機(jī)為核心，設(shè)計(jì)可產(chǎn)生多種波形信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器和基本的集成電路，應(yīng)用PC-7429和PC-7501兩