基于單電極激勵的電阻層析成像.pdf

1、高精度實時的兩相/多相流參數(shù)檢測一直是工業(yè)和科研領(lǐng)域的研究重點。在兩相/多相流技術(shù)檢測中，電阻層析成像(ERT)技術(shù)可以完成其內(nèi)部參數(shù)可視化測量。
　　本文針對單電極激勵下ERT的數(shù)學(xué)模型、傳感器仿真及成像算法進行了深入研究，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下的ERT電場模型，通過設(shè)置參數(shù)及網(wǎng)格剖分，得到電場內(nèi)的電勢分布及剖分節(jié)點的電勢值，彌補了實際電場中無法得到具體節(jié)點電勢的缺陷，為建

2、立靈敏矩陣提供了有效的數(shù)據(jù)。
　　其次，對于ERT的正問題，用有限元方法對場域進行分析，編程實現(xiàn)了場域的自主剖分，并在此基礎(chǔ)上對正問題進行求解；對于ERT的逆問題，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)和實際數(shù)據(jù)驗證了靈敏矩陣的正確性。
　　再次，在圖像重建的過程中，分別用解析算法和迭代算法進行重建。解析算法主要用線性反投影實現(xiàn)了實時成像，迭代算法主要利用了ART算法和SART算法研究，并對這幾種算法重建結(jié)果

3、進行比較，進一步對實際物體進行重建。通過仿真和實際數(shù)據(jù)重建結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在場內(nèi)物體較少時，線性反投影算法能夠達到工業(yè)實時檢測的要求；場內(nèi)物體較多時，由于軟場內(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++軟件開發(fā)環(huán)境設(shè)計了ERT圖像成像軟件，設(shè)計的軟件具有網(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