電容層析成像三維傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與圖像重建.pdf

1、電容層析成像技術(shù)(Electrical Capacitance Tomography，ECT)作為過(guò)程層析成像領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，近年來(lái)發(fā)展極為迅速。依賴于電容測(cè)量的工作原理，電容層析成像技術(shù)具有安全性高、探測(cè)非侵入、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，正是基于此，電容層析成像技術(shù)具有十分廣泛的應(yīng)用范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，也伴隨著相應(yīng)的問(wèn)題。傳統(tǒng)傳感器是二維成像，得到的也只是“切片圖”，這種成像方式有很多弊端。在流體傳輸?shù)倪^(guò)程中，有些問(wèn)題很難直接反映出來(lái)

2、。ECT傳感器用以成像的敏感場(chǎng)分布是不均勻的，敏感場(chǎng)分布受被測(cè)介質(zhì)的分布（位置與所占面積的大?。┡c兩相介質(zhì)電容率差值的影響，形成“軟場(chǎng)”效應(yīng)，導(dǎo)致重建圖像精度降低。針對(duì)上述問(wèn)題，本文主要做了如下工作:
　　1.了解電容層析成像的技術(shù)原理，結(jié)合本課題的具體研究方向，有針對(duì)性的查閱直接三維電容層析成像技術(shù)的相關(guān)資料，并指出直接三維電容層析成像系統(tǒng)研究的必要性。
　　2.深入了解電容層析成像系統(tǒng)各組成部分，傳感器的構(gòu)成、分類及傳感

3、器的相關(guān)系數(shù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的相關(guān)理論知識(shí)以及成像系統(tǒng)的相關(guān)理論并且研究電容層析成像系統(tǒng)敏感場(chǎng)的特性。
　　3.通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)電容層析成像傳感器的研究，設(shè)計(jì)新型直接三維ECT傳感器，同時(shí)改進(jìn)原有激勵(lì)模式。實(shí)驗(yàn)證明，運(yùn)用新型三維ECT傳感器不僅可以增加投影數(shù)據(jù)，還能有效的提高測(cè)量精度。
　　4.對(duì)“軟場(chǎng)”特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究并分析其成因。并通過(guò)設(shè)置先驗(yàn)條件的方法構(gòu)造粒子群適應(yīng)度函數(shù)，從而彌補(bǔ)“軟場(chǎng)”效應(yīng)造成的缺陷，并利用雙粒子群協(xié)同