電容層析成像系統(tǒng)關鍵技術研究與設計.pdf

1、電容層析成像技術(Electrical Capacitance Tomography,ECT)是一種快速發(fā)展的過程層析成像技術(Process Tomography，PT)，它是依靠測量電容大小來對不同介電常數(shù)的物質(zhì)分布情況進行測量的一種成像技術。電容層析成像技術具有成本低，響應快、非入侵和安全性好等優(yōu)點。因此，ECT技術經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，研究成果也在不斷完善和深入。由于電容層析成像系統(tǒng)的“軟場”效應，病態(tài)特性和數(shù)據(jù)采集困難等問題，使

2、得電容層析成像技術的發(fā)展受到限制。為此本文以電容層析成像技術為研究對象，在分析電容層析成像理論的基礎上，研究和分析電容層析成像系統(tǒng)中的一些關鍵技術問題，如：圖像重建算法的速度與精度不能同時提高的問題；微小電容測量的動態(tài)范圍大，雜散電容對電容測量值所帶來的影響；電容層析成像傳感器設計對成像效果影響等問題。本文針對上述三個主要問題進行了探討、仿真和優(yōu)化設計，具體內(nèi)容如下：
　　1、對當下電容成像技術的圖像重建算法和圖像重建算法中一直存

3、在的問題進行了簡要概述，然后分析比較了當下幾類圖像重建算法的優(yōu)點與缺點，提出了圖像重建算法的進一步研究方向。
　　2、針對微小電容測量問題，使用了基于交流激勵的微小電容測量電路，并將電路進行模塊化處理，使用 Pspice軟件的參數(shù)掃描、幅頻分析等功能對設計電路進行仿真，用于分析電路性能并指導電路參數(shù)的設計。
　　3、根據(jù)電容層析成像系統(tǒng)的組成部分，針對其數(shù)據(jù)來源部分——電容傳感器，分析了幾個對電容傳感器采集數(shù)據(jù)造成影響的因素