ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)化與模塊化設(shè)計(jì).pdf

1、電阻層析成像技術(shù)是過(guò)程層析成像技術(shù)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(wú)輻射、在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。在地質(zhì)勘探、工業(yè)過(guò)程與環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面有許多成功應(yīng)用。實(shí)際工業(yè)環(huán)境中，兩相/多相流體具有較高的流動(dòng)速度，而目前的電阻層析成像系統(tǒng)，很難滿足工業(yè)上的速度要求，為解決這一問(wèn)題，還有許多實(shí)際問(wèn)題需要完成。目前天津大學(xué)層析成像課題組的TERT-4型系統(tǒng)實(shí)時(shí)性比較差，數(shù)據(jù)采集速度大約為50幅/秒，不能滿足過(guò)程測(cè)量需要。而且由于采用分

2、離式電子線路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，電路極其不穩(wěn)定，需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了很大困難。本論文為解決TERT-4型系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度慢，穩(wěn)定性、可靠性差的問(wèn)題，進(jìn)行了ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)。本課題中完成的工作如下： 1.設(shè)計(jì)了基于高速數(shù)字I/O卡和高速A/D轉(zhuǎn)換卡的ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分別采用高速數(shù)字I/O卡和A/D轉(zhuǎn)換卡作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制模塊和數(shù)據(jù)采集通道，完成了硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生、電極傳感器陣列、數(shù)據(jù)處理、數(shù)

3、據(jù)采集、信號(hào)背板等部分，采用自定義總線，模塊化設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)中濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行了仿真。 2.編寫了驅(qū)動(dòng)程序，程序包括產(chǎn)生所需波形，控制電極選通，設(shè)置差動(dòng)放大倍數(shù)，A/D轉(zhuǎn)換等。對(duì)各模塊和系統(tǒng)整體進(jìn)行了調(diào)試，對(duì)各個(gè)模塊的性能進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證。包括產(chǎn)生信號(hào)的穩(wěn)定性，帶通濾波、壓控電流源的可靠性，電極選通策略的可行性和正確性等。 3.在系統(tǒng)調(diào)試成功的基礎(chǔ)上，單截面16電極的垂直管道內(nèi)注入鹽水，進(jìn)行了模擬場(chǎng)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，包括單一介質(zhì)場(chǎng)和不