ECT-ERT雙模態(tài)系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)理與方法研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化水平的不斷提高，多相流在工業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高，從而在科學(xué)研究和工業(yè)過(guò)程中對(duì)多相流參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)提出了更高的要求，對(duì)多相流參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的需求越來(lái)越迫切。電學(xué)層析成像(Electrical Tomography)技術(shù)具有成本低、實(shí)時(shí)性好、非侵入、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非輻射安全可靠等特點(diǎn)，越來(lái)越成為關(guān)注的焦點(diǎn)。 電容層析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT

2、)僅對(duì)測(cè)量對(duì)象的介電常數(shù)分布進(jìn)行重建，而電阻層析成像(Electrical Resistance Tomography，ERT)僅對(duì)測(cè)量對(duì)象的電導(dǎo)率分布進(jìn)行重建，實(shí)際的多相流既具有介電常數(shù)分布特征，也具有電導(dǎo)率分布特征，將ECT與ERT相結(jié)合，組成雙模態(tài)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)多相流進(jìn)行測(cè)量，具有重要的意義。 本課題開(kāi)展完成了如下的研究工作： 1、提出了測(cè)量對(duì)象的電阻電容并聯(lián)模型，為ECT、ERT系統(tǒng)選用C/V、R/V轉(zhuǎn)換電路，運(yùn)用電

3、路知識(shí)對(duì)電路進(jìn)行分析，研究了電阻R、電容C變化的規(guī)律，分析了頻率對(duì)R、C可測(cè)量范圍的影響，進(jìn)而分析了單頻激勵(lì)下、混頻激勵(lì)下R、C可測(cè)量范圍，為雙模態(tài)系統(tǒng)檢測(cè)電路參數(shù)選取提供了一種互補(bǔ)優(yōu)化的方法。 2、提出了三種雙模態(tài)電極結(jié)構(gòu)，運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件，分析了三種電極結(jié)構(gòu)的電勢(shì)分布，得到較優(yōu)的電極結(jié)構(gòu)；定義電極優(yōu)化指標(biāo)，建立兩種微元結(jié)構(gòu)，采用正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行試驗(yàn)，分析了各參數(shù)對(duì)指標(biāo)的影響，得到了最優(yōu)的模型尺寸。 3、運(yùn)用