電阻層析成像（Electrical Resistance Tomography,ERT）是電學(xué)層析成像（Electrical Tomography,ET）的一種模態(tài),具有測量給定工藝設(shè)備內(nèi)電導(dǎo)率分布的能力。該技術(shù)通過在被測物場邊界上等間距布置電極陣列,其在激勵信號下形成三維的敏感空間。通過測量電極間的電壓差,獲取不同觀測視角上的投影數(shù)據(jù)。再利用恰當(dāng)?shù)膱D像重建算法,由投影數(shù)據(jù)反推出物場內(nèi)部介質(zhì)分布信息,實現(xiàn)對封閉容器內(nèi)部介質(zhì)分布的可視化。由于該技術(shù)具有非侵入、無輻射、可視化等特點,現(xiàn)已成為多相流流型監(jiān)測、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的研究熱門。本文利用有限元仿真軟件COMSOL建立ERT傳感器的三維有限元模型。分析了電極數(shù)目、電極材料及電極形狀對傳感器性能的影響。在固定其它參數(shù)不變的情況下,著重分析了電極尺寸對傳感器性能影響。分析表明電極寬度、長度與傳感器性能指標(biāo)間是非線性關(guān)系,為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。本文對傳感器的敏感空間進(jìn)行研究。探究傳感器的敏感空間特性及其軸向可壓縮性,通過定義敏感度d量化傳感器對位于不同空間位置的低電導(dǎo)率目標(biāo)的敏感程度,用有限元計算的方法,獲取不同電極長度、寬度下敏感度d的空間分布... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 ERT技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 ERT技術(shù)介紹
    2.1 基本原理及系統(tǒng)組成
    2.2 ERT數(shù)學(xué)模型和有限元求解
    2.3 ERT傳感器介紹
        2.3.1 ERT傳感器性能評價
    2.4 ERT投影數(shù)據(jù)采集
    2.5 ERT敏感場
    2.6 ERT成像算法介紹
        2.6.1 典型重建算法
        2.6.2 重建圖像質(zhì)量評價
    2.7 本章小結(jié)
第3章 ERT傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)及其對性能的影響
    3.1 COMSOL簡介
    3.2 COMSOL建立三維ERT模型
    3.3 電極數(shù)目的影響
    3.4 電極形狀和材料的影響
    3.5 電極寬度的影響
    3.6 電極長度的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 ERT傳感器敏感空間的研究
    4.1 研究意義
    4.2 研究方案及評價方法
        4.2.1 研究方案
        4.2.2 敏感度評價指標(biāo)定義
    4.3 敏感空間的研究
        4.3.1 ERT傳感器敏感度分析研究
        4.3.2 敏感空間包絡(luò)線分析研究
    4.4 ERT傳感器電極參數(shù)對敏感空間影響
    4.5 軸向敏感空間壓縮及驗證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于響應(yīng)面模型和遺傳算法的傳感器參數(shù)優(yōu)化
    5.1 優(yōu)化方案
        5.1.1 優(yōu)化參數(shù)的選取
        5.1.2 優(yōu)化目標(biāo)的確定
        5.1.3 優(yōu)化方法的提出
    5.2 響應(yīng)面模型建立
        5.2.1 中心復(fù)合設(shè)計
        5.2.2 響應(yīng)面模型的構(gòu)建與檢驗
    5.3 遺傳算法優(yōu)化傳感器參數(shù)
        5.3.1 遺傳算法概述
        5.3.2 遺傳算法優(yōu)化流程
        5.3.3 遺傳算法優(yōu)化ERT傳感器
    5.4 傳感器優(yōu)化效果驗證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]沉積物中天然氣水合物生成過程的二維電阻層析成像觀測[J]. 李彥龍,孫海亮,孟慶國,劉昌嶺,陳強(qiáng),邢蘭昌.  天然氣工業(yè). 2019(10)
[2]改進(jìn)型擴(kuò)展比例邊界有限元法[J]. 江守燕,李云,杜成斌.  力學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[3]基于改進(jìn)靈敏度矩陣的ERT圖像重建[J]. 顏華,胡麗娟,王伊凡,周英鋼.  儀器儀表學(xué)報. 2018(05)
[4]加壓氣液鼓泡塔的CFD數(shù)值模擬與ERT實驗驗證[J]. 張博,秦玉建,靳海波,楊索和,何廣湘,羅國華,徐新,郭曉燕.  化學(xué)反應(yīng)工程與工藝. 2017(04)
[5]電阻層析成像技術(shù)最優(yōu)激勵與測量模式的研究[J]. 李坤,張煜林,邵云峰,李勤,關(guān)煒,韓焱.  測試技術(shù)學(xué)報. 2017(03)
[6]ERT/UTT雙模態(tài)傳感器尺寸優(yōu)化仿真[J]. 孫紅麗,譚超,董峰.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[7]輸煤管道內(nèi)部液-固兩相流電阻層析檢測方法研究[J]. 王湃,汪梅,秦學(xué)斌.  煤炭技術(shù). 2016(08)
[8]非完整ERT數(shù)據(jù)的兩相層狀流分布圖像重建[J]. 趙佳,董峰.  儀器儀表學(xué)報. 2014(11)
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博士論文
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[2]電阻層析成像（ERT）技術(shù)及其在兩相流檢測中的應(yīng)用[D]. 王湃.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]電阻層析成像圖像重建及流型辨識[D]. 張彥俊.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[4]電學(xué)層析成像激勵測量模式及圖像重建算法研究[D]. 張立峰.天津大學(xué) 2010

碩士論文
[1]混凝土電阻層析成像技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 朱曉軍.濟(jì)南大學(xué) 2018
[2]三維電阻層析成像（ERT）硬件系統(tǒng)設(shè)計[D]. 郭康.東北大學(xué) 2014
[3]矩形截面RC開孔梁受扭非線性有限元分析[D]. 孫麗萍.昆明理工大學(xué) 2014
[4]一種新型電學(xué)層析成像傳感器研究[D]. 何伯陽.天津大學(xué) 2012
[5]基于FPGA的ECT/ERT系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[D]. 李博.東北大學(xué) 2012
[6]ECT/ERT雙模態(tài)陣列電極優(yōu)化設(shè)計及其正問題研究[D]. 汪婧.天津大學(xué) 2008
[7]基于ANSYS的ECT/ERT電磁場仿真及陣列電極優(yōu)化設(shè)計[D]. 問雪寧.天津大學(xué) 2007
[8]ERT圖像重建算法及三維圖像顯示研究[D]. 趙武玲.天津大學(xué) 2006
[9]電阻層析成像系統(tǒng)仿真建模研究[D]. 鄒璐.清華大學(xué) 2002



本文編號：3151737