电阻层析成像(ERT)技术及其在两相流检测中的应用

更新时间：2020-03-28 00:18:19 大小：3M 上传用户：zhengdai 查看TA发布的资源 标签：电阻层析成像 ERT 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

电阻层析成像技术（Electrical Resistance Tomography）是电学过程层析成像技术的一种，其理论基础为电磁场的似稳场理论。ERT技术具有低成本、无放射性、非侵入、可视化等特点。近年来，随着ERT技术在医疗、地质勘探、工业过程、多相流检测等领域的迅猛发展，它已经成为可视化检测领域的代表技术和研究热点。

在众多检测领域中，ERT 技术在两相流检测中的应用，是最具前景的研究课题。但是，ERT技术发展至今，仍有一些理论难点和技术瓶颈制约着ERT技术在两相流检测中的发展和工程应用。例如：（1）对ERT敏感场的研究大多集中在二维模型，对三维模型的研究甚少。（2）对ERT传感器的频率特性研究，大多停留在理论分析层面，特别是“连接阻抗”对电阻/电导测量结果的影响，很少有量化的实验研究。（3）针对ERT系统的非线性特点，提出有效的传感器优化方法。在优化方法中急需解决在复杂流型中各优化指标之间的不可比性与矛盾性。（4）开发快速高精度的图像重建算法，特别是对人工智能算法的开发。（5）如何提高ERT系统的信噪比与实时性。针对上述问题，本文在前人研究的基础上，以ERT技术在气/液两相流检测中的应用为工程背景，以有限元仿真结果与实际测试数据为依据，对ERT技术进行了一系列的研究。本文的主要工作和贡献如下：

1. 针对二维敏感场的局限性，通过 Comsol 软件建立三维模型，深入地探讨了改变电极尺寸对三维敏感场分布的影响，并对“边缘效应”作了量化的分析。另外，利用作者开发的ERT系统仿真软件，从灵敏度的角度对ERT敏感场的“软场”特性进行详细研究。

2. 对电极的等效电路进行频率分析，设计了点电极阵列和矩形电极阵列两种ERT传感器，并借助于英国Manchester大学的“基于阻抗分析仪的ERT测试平台”在牛奶流中进行了频率特性测试。测试结果表明：改变电极面积，将直接改变电极的电池常数，从而影响对电阻/电导测量的结果。另外增加电极面积可以减小“连接阻抗”的影响，获得更稳定的频率特性。上述研究，为传感器的优化设计和图像重建的解释提供了依据和便利，更为电阻层析成像技术在食品检测领域的应用进行了有益的探索。

3. 提出一种将正交设计与模糊...