基于虛擬儀器的電容層析成像系統(tǒng).pdf

1、兩相流參數(shù)檢測是工業(yè)過程參數(shù)檢測的一個(gè)難點(diǎn)。過程層析成像(PT)技術(shù)能實(shí)時(shí)提供封閉管道、容器等過程設(shè)備內(nèi)物場運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的二/三維可視化信息，為解決兩相流參數(shù)檢測問題提供了一條新途徑。電容層析成像(ECT)技術(shù)是基于電容敏感機(jī)理的PT技術(shù)，具有非輻射、非侵入、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ腜T技術(shù)。本文在ECT系統(tǒng)硬件、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)成像等關(guān)鍵技術(shù)做了較為全面深入的研究，并自行開發(fā)了一套ECT實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)。本人主

2、要完成以下方面的工作：(1)簡要的介紹了兩相流檢測中的主要參數(shù)、兩相流檢測技術(shù)研究的重要意義以及各種過程層析成像技術(shù)的發(fā)展，闡述了電容層析成像的原理、構(gòu)成以及它在實(shí)際中的應(yīng)用、發(fā)展。 (2)簡要介紹了虛擬儀器以及其在實(shí)際中的應(yīng)用。 (3)研制了交流移相電路，通過調(diào)整電位器可使交流信號的相位在(-90°，90°)之間移動(dòng)，能很好的補(bǔ)償檢測信號在經(jīng)過放大器等器件后引起的相移，使模擬乘法器的輸出最大，從而系統(tǒng)具有更高的精度。

3、 (4)研制了C/V轉(zhuǎn)換電路板以及系統(tǒng)主板。C/V轉(zhuǎn)換電路板具有較好的穩(wěn)定性、精確度和靈敏度；系統(tǒng)主板給整個(gè)系統(tǒng)提供電源供應(yīng)、控制N(N=6，8，12)塊C/V轉(zhuǎn)換電路板工作以及與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 (5)設(shè)計(jì)了I/O擴(kuò)展電路，把I/O口從24個(gè)擴(kuò)展到了33個(gè)，并研制了對應(yīng)的開關(guān)控制電路控制96個(gè)雙向模擬開關(guān)，進(jìn)而控制C/V轉(zhuǎn)換電路板工作狀態(tài)選擇以及電路中信號放大倍數(shù)選擇等。 (6)在LabVIEW環(huán)境下，開發(fā)了

4、數(shù)據(jù)采集及成像程序。該程序采用LabVIEW特有的圖形語言程序進(jìn)行編程，程序運(yùn)行穩(wěn)定，能精確采集電容數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)精確地進(jìn)行圖像重建。 (7)開發(fā)了ECT實(shí)時(shí)成像裝置“ECTSYSTEMBASEDONⅥ——Ⅰ”。該系統(tǒng)在8極板構(gòu)成的成像區(qū)域象素為792，成像計(jì)算機(jī)CPU主頻為1.8GHz,內(nèi)存為256M的條件下，在線實(shí)時(shí)成像速率最大可達(dá)10幀/秒；在內(nèi)徑為90mm的有機(jī)玻璃管內(nèi)，以玻璃棒為成像對象的條件下，管中央成像空間分辨率可達(dá)1