電容層析成像(ECT,Electrical Capacitance Tomography)是兩相流參數(shù)測(cè)量的有效方法之一,通過(guò)在管道設(shè)備外壁以一定的排列組合均勻布置極板陣列,測(cè)量極板對(duì)之間的電容值,再根據(jù)被測(cè)物體內(nèi)部介電常數(shù)分布不同,利用圖像重建算法重現(xiàn)出待測(cè)物體形態(tài)等信息。電容層析成像技術(shù)因其具有成本低、非侵入性、易實(shí)現(xiàn)、無(wú)危害、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在石油、化工生產(chǎn)和電力輸送等領(lǐng)域具有重要的意義和廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)三維ECT系統(tǒng),對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與圖像重建算法等問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要的工作內(nèi)容如下:采用有限元分析的方法建立了多層的直接三維電容層析成像傳感器模型,利用MATLAB對(duì)傳感器模型的物理場(chǎng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),利用數(shù)模/電模模塊對(duì)傳感器的場(chǎng)域網(wǎng)格剖分、靜電場(chǎng)設(shè)置、材料選取、結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。針對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電容層析成像系統(tǒng)性能的影響,通過(guò)改變極板張角,管壁厚度,極板的旋轉(zhuǎn)角,屏蔽罩與極板之間的間距等結(jié)構(gòu)參數(shù),從空管滿(mǎn)管時(shí)電容值的動(dòng)態(tài)范圍以及電容變化靈敏度的感知進(jìn)行分析與比較,繪制電容值隨結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的曲線(xiàn),確定最優(yōu)的傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)。針對(duì)多層ECT傳感器結(jié)構(gòu)模型,基于三維仿真,...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 電容層析成像技術(shù)
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 二維電容層析成像技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 三維電容層析成像技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的來(lái)源及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 電容層析成像技術(shù)
    2.1 電容層析成像技術(shù)的原理與組成
        2.1.1 ECT傳感器系統(tǒng)
        2.1.2 數(shù)據(jù)測(cè)量與采集系統(tǒng)
        2.1.3 圖像重建系統(tǒng)
    2.2 ECT數(shù)學(xué)原理研究
    2.3 本章小結(jié)
第3章 三維ECT系統(tǒng)傳感器設(shè)計(jì)及激勵(lì)方式
    3.1 三維ECT系統(tǒng)傳感器的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
        3.1.1 三維ECT系統(tǒng)傳感器的結(jié)構(gòu)分析
        3.1.2 三維ECT傳感器系統(tǒng)仿真建模
        3.1.3 三維ECT傳感器參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.2 三維ECT傳感器電極的激勵(lì)方案
        3.2.1 三種激勵(lì)方式分析
        3.2.2 空管滿(mǎn)管電容值分析
        3.2.3 靈敏度均勻性分析
        3.2.4 重建圖像分析比較
    3.3 本章小結(jié)
第4章 基于K-SVD字典學(xué)習(xí)的圖像重建算法優(yōu)化
    4.1 圖像重建算法
        4.1.1 線(xiàn)性反投影重建算法
        4.1.2 Landweber迭代重建算法
    4.2 靈敏度矩陣的歸一化
    4.3 K-SVD字典學(xué)習(xí)的研究
        4.3.1 K-SVD字典學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介
        4.3.2 用K-SVD進(jìn)行字典學(xué)習(xí)
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 圖像重建質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)
        4.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3822027