油水兩相流的雙模層析成像系統(tǒng).pdf

1、電學(xué)成像技術(shù)是在電磁場理論上發(fā)展起來的一種新型檢測手段,其具有響應(yīng)速度快、無輻射及價格低廉等優(yōu)勢,在工業(yè)測量和醫(yī)學(xué)監(jiān)護上有著誘人的發(fā)展前景。
　　電阻層析成像(ERT)系統(tǒng)和電容層析成像(ECT)系統(tǒng)是電學(xué)成像系統(tǒng)的兩個主要分支且技術(shù)相對已經(jīng)成熟。ERT技術(shù)主要應(yīng)用在被測對象以導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的場合而ECT技術(shù)應(yīng)用在被測對象以非導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的情況,具有互補的測量范圍,且ERT系統(tǒng)和ECT系統(tǒng)在硬件設(shè)計及軟件測量方面有一定的

2、通用性。為了拓寬電學(xué)成像系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,本文合理的融合了ERT和ECT技術(shù)特點并構(gòu)建一套統(tǒng)一傳感器陣列的ERT/ECT雙模態(tài)系統(tǒng),以油水兩相流為被測對象進行了實驗驗證,獲得了理想的測量數(shù)據(jù)和成像效果。
　　本文的主要工作和結(jié)果如下:
　　1.通過COMSOL和MATLAB等仿真軟件針對ECT和ERT系統(tǒng)的傳感器陣列進行了二維和三維的仿真優(yōu)化,實現(xiàn)了兩套系統(tǒng)傳感器陣列的統(tǒng)一,進而設(shè)計出了一套均勻分布在管道內(nèi)壁的16陣列電極傳感

3、器。
　　2.分析了ERT系統(tǒng)和ECT系統(tǒng)的激勵測量方式以及各自對應(yīng)的硬件采集電路,將C/V轉(zhuǎn)換電路與R/V測量電路對比分析,從而實現(xiàn)了硬件測量系統(tǒng)的統(tǒng)一。
　　3.結(jié)合課題組設(shè)計的硬件電路,對搭建的基于FPGA和DSP的16電極雙模數(shù)字化系統(tǒng)的各模塊進行了硬件調(diào)試以及完成了雙模系統(tǒng)的模塊化程序設(shè)計。
　　4.對雙模系統(tǒng)的性能進行了實驗研究,并擴展了ECT模態(tài)的測量范圍,實現(xiàn)了 ECT模態(tài)對弱導(dǎo)電性介質(zhì)的測量,進一步研