【摘要】：流體的體積流量是生產(chǎn)生活中需要實時進行檢測和控制的常見參數(shù)之一,而電磁流量計是一種可以用于測量導電流體的體積流量感應(yīng)式儀表。流體體積流量中的人體血液流量是診斷心血管疾病的重要指標,全球致死性的疾病里心血管疾病占很大一部分,所以本文的重點是研究一種可靠、易于使用、低成本、無創(chuàng)的血流速測量方法。多電極電磁流量計測量技術(shù)對粘度、溫度、電導率、壓力損失和流體速度剖面的對稱性都不敏感,并能夠?qū)崿F(xiàn)無創(chuàng)性測量,因此可以實現(xiàn)哺乳動物肢體血管內(nèi)血液流速的測量。本文基于多電極電磁流量計對多相流的測量方法,實現(xiàn)了人體上肢動靜脈血液流速分布的在線測量。多電極電磁血液測量系統(tǒng)通過分布在皮膚上的多個電極測量血液流動的感應(yīng)電動勢,利用速度重構(gòu)算法計算肢體內(nèi)動靜脈的血流速度分布情況。本文建立COMSOL仿真模型模擬人體肢體結(jié)構(gòu),利用權(quán)函數(shù)驗證了多電極電磁測量系統(tǒng)理論的可行性。對人體肢體動靜脈血液測量的特殊情況,如動靜脈位置的特異性、血栓的形成,進行了仿真試驗。同時對勵磁系統(tǒng)進行優(yōu)化,以赫姆霍茲線圈、C型線圈為基礎(chǔ),對比不同設(shè)計方案對仿真重構(gòu)的精度影響,提出勵磁線圈的優(yōu)化設(shè)計方案;采用有限元分析方法進行COMSOL建模仿真,求取區(qū)域權(quán)函數(shù),利用MATLAB進行血液速度重構(gòu)研究。對比6種勵磁系統(tǒng)方案的優(yōu)缺點,結(jié)合實際測量需要,實現(xiàn)了勵磁系統(tǒng)的優(yōu)化。最后針對高分辨率的區(qū)域劃分方式,對速度重構(gòu)算法進行了研究,通過對比數(shù)據(jù)處理中的5種矩陣求逆算法,最終確定先進行數(shù)據(jù)的互相關(guān)算法除噪后再進行分塊矩陣求逆運算的方法是最適合多電極電磁血液測量系統(tǒng)的。
【圖文】：

關(guān)介紹應(yīng)定律，，在磁場中有個可以導電的物體在因為電磁感應(yīng)而產(chǎn)生電動勢。其方向由右，導體在磁場內(nèi)的有效長度，以及導體垂互垂直，則感應(yīng)電動勢最大[12]�；驹響�(yīng)定律，如果在磁感應(yīng)強度為 B 的均勻磁內(nèi)徑為 D 的不導磁管道以流速v運動時，方向由右手定則確定。如果在管道橫截面則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對一般情況下，電極的端部位于被測管道的電極連線，它與管內(nèi)流體的運動方向垂直量計原理簡圖。

圖 2-1 權(quán)重函數(shù)分布圖看到，流體流速恒定時，在與圖中電極地位置差處數(shù)值的一半。權(quán)函數(shù)分布圖直觀顯示了管道[42]。圖 2-1 可以總結(jié)出如下的結(jié)論：應(yīng)電動勢的數(shù)值隨被測流體位置而改變；，電磁流量計的信號輸出要受到被測流體分布具處磁場的均勻性十分重要。流量計的相關(guān)理論不對稱流場的測量問題，學者提出了將測量感電磁流量計，以減少軸向不對稱流場分布的影，需要從流量計上游安裝長度為其直徑 5-10 倍。直管長度要使流量計遠離管道入口，從而使
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP274;R318

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本文編號：2696252