基于單電極激勵(lì)的電阻層析成像.pdf

1、高精度實(shí)時(shí)的兩相/多相流參數(shù)檢測(cè)一直是工業(yè)和科研領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。在兩相/多相流技術(shù)檢測(cè)中，電阻層析成像(ERT)技術(shù)可以完成其內(nèi)部參數(shù)可視化測(cè)量。
　　本文針對(duì)單電極激勵(lì)下ERT的數(shù)學(xué)模型、傳感器仿真及成像算法進(jìn)行了深入研究，主要工作和結(jié)果如下：
　　首先，利用ANSYS仿真軟件建立了單電極激勵(lì)下的ERT電場(chǎng)模型，通過(guò)設(shè)置參數(shù)及網(wǎng)格剖分，得到電場(chǎng)內(nèi)的電勢(shì)分布及剖分節(jié)點(diǎn)的電勢(shì)值，彌補(bǔ)了實(shí)際電場(chǎng)中無(wú)法得到具體節(jié)點(diǎn)電勢(shì)的缺陷，為建

2、立靈敏矩陣提供了有效的數(shù)據(jù)。
　　其次，對(duì)于ERT的正問(wèn)題，用有限元方法對(duì)場(chǎng)域進(jìn)行分析，編程實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)域的自主剖分，并在此基礎(chǔ)上對(duì)正問(wèn)題進(jìn)行求解；對(duì)于ERT的逆問(wèn)題，結(jié)合ANSYS仿真結(jié)果建立了靈敏矩陣，并分別用仿真數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證了靈敏矩陣的正確性。
　　再次，在圖像重建的過(guò)程中，分別用解析算法和迭代算法進(jìn)行重建。解析算法主要用線性反投影實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)成像，迭代算法主要利用了ART算法和SART算法研究，并對(duì)這幾種算法重建結(jié)果

3、進(jìn)行比較，進(jìn)一步對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行重建。通過(guò)仿真和實(shí)際數(shù)據(jù)重建結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在場(chǎng)內(nèi)物體較少時(shí)，線性反投影算法能夠達(dá)到工業(yè)實(shí)時(shí)檢測(cè)的要求；場(chǎng)內(nèi)物體較多時(shí)，由于軟場(chǎng)內(nèi)的干擾性，線性反投影算法的成像效果變差，ART、SART能較準(zhǔn)確的反應(yīng)出物體的位置，并且隨著迭代次數(shù)的增多，SART較ART能獲得更高的圖像重建質(zhì)量。
　　最后，采用VC++軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)了ERT圖像成像軟件，設(shè)計(jì)的軟件具有網(wǎng)格的有限元自主剖分、采集數(shù)據(jù)的讀取、反投影數(shù)據(jù)的