多相流動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于石油、化工、冶金、環(huán)保及生物醫(yī)藥等各種工業(yè)領(lǐng)域,多相流過程參數(shù)的精確檢測對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程科學(xué)、有效的控制具有重要意義。電學(xué)層析成像技術(shù)作為新型可視化測量技術(shù),具有非侵入、無輻射、無污染等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于多相流過程參數(shù)的檢測過程中。在流化床制藥工業(yè)的包衣及干燥過程中,含水率的大幅變化導(dǎo)致多相流體系介電常數(shù)發(fā)生顯著變化,隨含水率的增加,流體由非導(dǎo)電向低導(dǎo)電狀態(tài)轉(zhuǎn)變。同樣,在石油開采及輸運(yùn)過程中,油相、水相分布的不均勻性導(dǎo)致整體電導(dǎo)率發(fā)生變化。多相流反應(yīng)體系內(nèi)介電常數(shù)、電導(dǎo)率等電學(xué)參數(shù)的時(shí)變特性,對(duì)測量儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn),常規(guī)的單模態(tài)層析成像技術(shù)很難達(dá)到測量要求。因此對(duì)介電常數(shù)/電導(dǎo)率分布的準(zhǔn)確測量,有助于對(duì)多相流動(dòng)過程進(jìn)行深入的機(jī)理研究和關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測,對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程的準(zhǔn)確監(jiān)測和有效控制具有十分重要的意義。本文通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究被測介質(zhì)在不同流型下,介電常數(shù)、電導(dǎo)率的改變對(duì)不同層析成像技術(shù)成像質(zhì)量的影響,旨在確定電容層析成像（Electrical Capacitance Tomography,ECT）,電壓激勵(lì)電流測量的電阻層析成像（Electrica... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１電容層析成像系統(tǒng)示意圖Ｗ??

２．１．２?ＥＲＴ工作原理??ＥＲＴ系統(tǒng)在組成上與ＥＣＴ相似，主要由陣列傳感器、數(shù)據(jù)采集與處理單元??及用于控制和圖像重建的計(jì)算機(jī)三部分組成，系統(tǒng)原理圖如圖２．３所示。但ＥＲＴ??系統(tǒng)一般用于導(dǎo)電介質(zhì)為連續(xù)相的多相流測量。??ＥＲＴ通常有電流激勵(lì)電壓測量（ＥＲＴｃ）和電壓激勵(lì)電流測量（ＥＲＴｖ）兩種??激勵(lì)測量模式，其基本原理為：激勵(lì)電流／電壓經(jīng)激勵(lì)電極注入被測區(qū)域，形成一??個(gè)空間敏感場，可以從多角度對(duì)空間敏感場進(jìn)行掃描，當(dāng)被測場域內(nèi)介質(zhì)的分布??狀況發(fā)生變化會(huì)使得物場內(nèi)電導(dǎo)率的分布也隨之改變，導(dǎo)致從場域邊界獲得的測??量電壓／電流值也發(fā)生改變。邊界電壓／電流值的變化包含了場域內(nèi)介質(zhì)的分布情??況，將測量到的邊界值送入計(jì)算機(jī)并利用圖像重建算法進(jìn)行處理，最終可獲得被??測截面介質(zhì)的相分布圖像，實(shí)現(xiàn)可視化測量。??ＥＲＴ系統(tǒng)主要用于測量流場內(nèi)電導(dǎo)率的變化情況，要求電極與被測導(dǎo)電介質(zhì)??直接接觸，因此電極一般布置于管壁內(nèi)側(cè)，圖２．４為８電極ＥＲＴｃ／ＥＲＴｖ傳感器??不意圖。??ＥＲＴｖ采用單電極激勵(lì)模式

圖２．３?ＥＲＴ系統(tǒng)原理示意圖［４］??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ?ｓｙｓｔｅｍ??ＥＲＴｃ系統(tǒng)采用相鄰激勵(lì)模式進(jìn)行激勵(lì)，以圖２．４所示的８電極傳感器為例，??任意兩個(gè)相鄰電極，如Ｅｌ、Ｅ２分別作為激勵(lì)電流的輸入端和輸出端，然后依次??測量除這兩個(gè)相鄰的激勵(lì)電極外其余所有兩兩相鄰的電極間的電壓，可獲得￡３－??Ｅ４、Ｅ４－Ｅ５、Ｅ５－Ｅ６、Ｅ６－Ｅ７和Ｅ７－Ｅ８五個(gè)相鄰電極間的測量值，再以Ｅ２、Ｅ３分??別作為激勵(lì)電流的輸入端和輸出端進(jìn)行測量，以此類推，依照以下公式共可獲得??２０個(gè)獨(dú)立測量值：??Ｍ?＾?ＮＥ＿ｃ（ＮＥ＿ｑ－３）??２??其中為總的獨(dú)立測量數(shù)，為電極數(shù)。??零??圖２．４?８電極ＥＲＴｃ／ＥＲＴｖ傳感器示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?８－ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ?ＥＲＴｃ／ＥＲＴｖ?ｓｅｎｓｏｒ??２．１．３?ＥＣＴ與ＥＲＴｖ測量原理比較??ＥＲＴｖ與ＥＣＴ都是采用電壓激勵(lì)電流測量的激勵(lì)測量模式，基于此，兩者在??測量電路的設(shè)計(jì)上存在著許多聯(lián)系和區(qū)別。??圖２．５為ＥＣＴ和ＥＲＴｖ的測量電路圖。在ＥＲＴｖ系統(tǒng)中，利用Ｎａｔｉｏｎａｌ??Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ?（簡稱ＮＤ公司生產(chǎn)的ＮＩＵＳＢ－６３４１多功能Ｉ／Ｏ設(shè)備作為信號(hào)發(fā)生器??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]多相流的電容層析成像圖像重建研究[D]. 雷兢.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2008
[4]脈動(dòng)熱管流型的電容層析成像識(shí)別及換熱特性研究[D]. 李驚濤.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2006

碩士論文
[1]氣/固兩相流電容互相關(guān)流速測量方法研究[D]. 岳笑歌.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2012
[2]基于高速攝像系統(tǒng)的小管道氣液兩相流參數(shù)測量方法研究[D]. 黃剛.浙江大學(xué) 2012
[3]基于電容層析成像技術(shù)的氣液兩相流參數(shù)檢測[D]. 崔海利.浙江大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3501656