多相流CT系統(tǒng)仿真優(yōu)化與重建算法.pdf

1、由于多相流在工業(yè)中的廣泛存在，多相流探測技術引起了人們的關注。對流體特征參數的準確測量開始成為研究的熱點。過程成像技術包括電學成像、X射線成像以及超聲成像等，其中CT成像技術由于其高清晰度的特點得到了廣泛的應用。CT系統(tǒng)既適用于獲得工業(yè)領域的二維信息，也適用于醫(yī)學領域。 文章首先對多相流測量技術以及CT系統(tǒng)的基本理論進行了簡要的敘述，之后對系統(tǒng)優(yōu)化以及圖像重建算法進行了研究。最后，進行了實際系統(tǒng)的實驗，對所得的數據進行了分析與研

2、究。 (1)系統(tǒng)仿真與優(yōu)化 Geant4是由歐洲核子研究中心(CERN)主導開發(fā)的基于蒙特卡羅(MonteCarlo)方法的高能粒子輸運仿真軟件工具包。基于此軟件包，對多相流CT系統(tǒng)仿真建模，構建了系統(tǒng)的幾何物理模型，模擬實現了射線在系統(tǒng)中作用的物理過程的仿真。并且基于散射光子比例以及圖像質量等優(yōu)化指標分析，進行了多相流CT成像系統(tǒng)的優(yōu)化設計，提出了關于射線源選取、射線源、探測器設置等具體的優(yōu)化設計方案。實驗表明，優(yōu)化

3、的CT系統(tǒng)可有效地抑止散射光子，明顯改善了再構圖像質量。 (2)圖像重建算法 研究了反投影重建算法以及迭代重建算法，并且利用仿真實驗數據進行了圖像重建。最后從不同角度分別提出了改進的圖像重建算法： >針對重建圖像存在部分圖像模糊的現狀，提出了使得圖像更加均一化的數據反演算法。任意一組測量數據都具有整個被測物體的信息，因此可以針對已有的數據進行處理，使得較弱的信號增強，進而提高圖像重建的質量。 >利用CT系