提高電容層析成像系統(tǒng)測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，通過電容傳感器、電容測量電路和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測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，通過提取圖像的特征參數(shù)參與過程控制。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)簡單等優(yōu)點，近年來已應(yīng)用于電力、石油和化工等多個領(lǐng)域。
　　

2、 微小電容測量電路是電容層析成像系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，提高測量電路的靈敏度，可以提高對管道或封閉容器內(nèi)物場變化的敏感性，進而提高圖像重建的準(zhǔn)確性。因此，對電容測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ECT系統(tǒng)工作機理和電容測量電路的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了較全面的分析。介紹了ECT系統(tǒng)中常見的幾種電容測量電路，并對各測量電路的優(yōu)缺點進行比較。
　　 2.針對實際應(yīng)用條件下，

3、測量電路中運算放大器增益有限，模擬開關(guān)存在導(dǎo)通電阻等因素，推導(dǎo)出測量電路靈敏度計算模型，該模型較全面反映了各參數(shù)對測量電路靈敏度的影響。
　　 3.利用該計算模型分析了雜散電容對測量電路靈敏度的影響，采用相位補償法來提高測量電路靈敏度并進行實驗驗證，相位補償值可通過該計算模型求出。實驗結(jié)果表明相位補償法可以有效提高測量電路靈敏度。
　　 4.根據(jù)靈敏度計算模型分析了激勵信號的頻率對測量電路靈敏度的影響，提出最佳激勵頻率法