电容层析成像技术在线测量气固流化床空隙率的研究 被引量：13

1

作者 黄志尧 冀海峰 +1 位作者 王保良 李海青 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期490-495,共6页

基于电容层析成像技术,提出了一种在线测量气固流化床空隙率的新方法。建立了相应的12电极电容层析成像气固流化床空隙率测量系统,可同时实现气固流化床空隙率分布的在线显示和整体空隙率测量。选择加权反投影算法进行图像重建以保证空... 基于电容层析成像技术,提出了一种在线测量气固流化床空隙率的新方法。建立了相应的12电极电容层析成像气固流化床空隙率测量系统,可同时实现气固流化床空隙率分布的在线显示和整体空隙率测量。选择加权反投影算法进行图像重建以保证空隙率分布显示的实时性和有效性。采用Tikhonov正则化原理和ART算法相结合的组合型新图像重建算法来实现整体空隙率的测量。Tikhonov正则化原理用于克服图像重建过程中的不适定问题,ART算法用于提高最终重建图像的质量。研究表明以上提出的空隙率测量新方法是有效的。空隙率分布在线测量的速度可达25幅/秒以上,整体空隙率测量的最大误差可小于5%。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 在线测量 气固流化床 两相流 空隙率 图像重建

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广义矢量模式匹配法在电容层析成像技术上的应用 被引量：14

2

作者 王翠苹 李定凯 +1 位作者 董国亚 吕子安 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期219-223,共5页

电容层析成像技术(ECT)具有结构简单,非侵入测量,可在线成像等优点。文中介绍了其测量原理和一些重构图象的算法,并引入广义矢量模式匹配法(GVSPM)和改进的伪逆法求解ECT逆问题。通过对比LBP、改进的伪逆法和GVSPM在静态的套管试验及动... 电容层析成像技术(ECT)具有结构简单,非侵入测量,可在线成像等优点。文中介绍了其测量原理和一些重构图象的算法,并引入广义矢量模式匹配法(GVSPM)和改进的伪逆法求解ECT逆问题。通过对比LBP、改进的伪逆法和GVSPM在静态的套管试验及动态的气固流动测量中重构出的图像,表明GVSPM方法提高了空间分辨率,对流动区域中心介电常数的变化成像清晰,减少了线性反投影算法因为软场效应造成的成像中气固分界上的“绒毛”现象。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 广义矢量模式匹配法 空间分辨率 伪逆法

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电容层析成像技术在旋风分离器固体浓度测量中的应用 被引量：7

3

作者 王海刚 刘石 +1 位作者 姜凡 杨五强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期174-179,共6页

旋风分离器中的固相浓度分布的在线测量是十分困 难的问题。传统的测量技术通常不能测量浓度的分布,而 少数能够进行分布测量的技术如PIV则受固体浓度的限制。电容层析成像技术是一种自20世纪90年代以来发展起来的非侵入的新型快速浓度... 旋风分离器中的固相浓度分布的在线测量是十分困 难的问题。传统的测量技术通常不能测量浓度的分布,而 少数能够进行分布测量的技术如PIV则受固体浓度的限制。电容层析成像技术是一种自20世纪90年代以来发展起来的非侵入的新型快速浓度场测量技术。它不干扰流场,不受流动中颗粒浓度、加速度、不透明等因素的制约,是一种独特和十分有前途的测量技术。该文采用电容层析技术测量旋风分离器中固相浓度的分布,研究其与入口风速和固体颗粒携带量的关系。 展开更多

关键词 旋风分离器 固体浓度测量 电容层析成像技术 烟尘净化设备

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基于电容层析成像技术(ECT)对干法重介流化床中分离机制的研究 被引量：9

4

作者 段晨龙 刘锡波 +3 位作者 周晨阳 柴学森 王烜 赵跃民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期945-957,共13页

我国煤炭资源与水资源呈逆向分布的特征,迫切需要开发高效的干法分选技术。研究干法重介流化床中气泡相与煤炭颗粒的运动行为特征,是揭示气固相间作用与煤炭密度离析行为的关键。电容层析成像系统(ECT)作为一种非侵入式三维成像测量手段... 我国煤炭资源与水资源呈逆向分布的特征,迫切需要开发高效的干法分选技术。研究干法重介流化床中气泡相与煤炭颗粒的运动行为特征,是揭示气固相间作用与煤炭密度离析行为的关键。电容层析成像系统(ECT)作为一种非侵入式三维成像测量手段,可以实现对气泡和煤炭颗粒的精准捕捉。利用电容层析成像技术,基于空气与介质颗粒间介电常数的差异,对气泡运动行为进行了精准捕捉,建立了气泡生长和运动速度的数学模型,揭示了床层中的气固两相分布特征。结合COMSOL仿真模拟证实了ECT对煤炭示踪的可行性,提出了一种可用于实时监测煤炭颗粒运动行为的技术方案,分析了操作条件及煤炭性质对运动行为的影响,实现了煤炭颗粒在径向和轴向的实时捕捉。结合上述气泡和煤炭运动行为的捕捉结果,分析了床层中气固两相分布特征,构建了适用于煤炭分选的密度模型,模型预测值与实验测量值的误差在20%以内,能够实现分选密度的有效预测。通过将电容层析成像技术引入干法分选流化床分选领域,实现流化床分选行为的直接观测,解决了光纤探针、二维成像等技术对气固分选流化床中气泡运动行为捕捉的不足和煤炭分选过程可视化追踪的难题,为理解煤炭的分选机理提供了理论基础,并为流态化干法分选的精准调控提供了理论保障。 展开更多

关键词 干法选煤 密度调控 流化床 电容层析成像技术 气泡行为

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改进型离线迭代在线重构算法的电容层析成像技术研究 被引量：2

5

作者 刘骁 王小鑫 +1 位作者 胡红利 张肖 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期35-40,共6页

针对电容层析成像技术的逆问题中图像重构精度与速度的矛盾性,以12电极电容层析成像系统为对象,提出了一个改进型离线迭代在线重构(OIOR)算法。改进型OIOR算法是针对OIOR算法成像精度不高的问题加入了迭代滤波过程,既保证了成像速度,同... 针对电容层析成像技术的逆问题中图像重构精度与速度的矛盾性,以12电极电容层析成像系统为对象,提出了一个改进型离线迭代在线重构(OIOR)算法。改进型OIOR算法是针对OIOR算法成像精度不高的问题加入了迭代滤波过程,既保证了成像速度,同时也提高了成像精度。以仿真电容值和实测电容值进行了图像重构的实验验证,从成像效果、相对误差、相关系数以及重构时间这4个方面对此算法进行了分析评估。仿真及实验结果表明:改进型OIOR算法通过迭代滤波100次即可在20ms内有效提高传统OIOR算法重构图像的精度,使其相对误差降低约20%;与传统迭代法相比,在获得相同精度图像的条件下,其重构时间约为传统迭代算法的1/10。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 图像重构 离线迭代 在线重构 迭代滤波

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同面阵列电容成像传感空/满场设定方法研究 被引量：5

6

作者 张玉燕 孙东涛 +1 位作者 张振达 温银堂 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期531-535,共5页

同面阵列电极电容成像技术应用于工件缺陷无损检测时,因电极布置在同一平面内,若采用常规的单一介质作为空场或满场时,往往导致测量精度不高等问题。提出了一种空场/满场的相对设定方法,同时采用空气和被测材料两种介质作为空场和满场... 同面阵列电极电容成像技术应用于工件缺陷无损检测时,因电极布置在同一平面内,若采用常规的单一介质作为空场或满场时,往往导致测量精度不高等问题。提出了一种空场/满场的相对设定方法,同时采用空气和被测材料两种介质作为空场和满场设定条件,通过分别改变两种介质的空间位置和大小,实现空场/满场可调节且不唯一;阐述了同面阵列电容传感器的工作原理,并以隔热材料和环氧树脂作为测量物场,通过有限元仿真获取了灵敏度矩阵。针对空场和满场的设定方法进行了电容成像实验研究,结果表明该方法可改善成像效果,能够反映出被测物体中缺陷的平面位置信息,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 计量学 电容成像技术 同面阵列电极 无损检测 有限元

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代数重建和同步迭代重建在电容层析成像中的比较研究 被引量：10

7

作者 陈夏 胡红利 +1 位作者 高享想 方天驰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期25-29,共5页

针对电容层析成像技术(ECT)中的逆问题——图像重建算法的非线性和病态性问题,以12电极电容层析成像系统为对象,研究了代数重建算法(ART)与同步迭代重建算法(SIRT).分别对仿真电容值和实测电容值进行图像重建的实验验证,从成像效果、相... 针对电容层析成像技术(ECT)中的逆问题——图像重建算法的非线性和病态性问题,以12电极电容层析成像系统为对象,研究了代数重建算法(ART)与同步迭代重建算法(SIRT).分别对仿真电容值和实测电容值进行图像重建的实验验证,从成像效果、相对误差及重建时间3个方面对这两种算法进行了评估与分析.结果表明,ART算法和SIRT算法均能有效地实现ECT图像重建,其中SIRT算法能够在100次迭代内达到高精度,在收敛速度和成像效果上更具有优势. 展开更多

关键词 电容层析成像技术 图像重建 代数重建 同步迭代重建

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基于电容层析成像多相流检测的动态重建算法研究 被引量：3

8

作者 王泽璞 吴迪 +1 位作者 刘岩 贾兆鹏 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期106-109,111,共5页

为了提高ECT图像重建质量,提高ECT在线监测的精确性,提出了一种广义动态图像重建算法(DR),集合了ECT测量信息和流动对象的物理演变信息。该算法同时考虑被测对象的空间约束、时间约束以及动态变化信息的目标功能。动态实验研究表明,该... 为了提高ECT图像重建质量,提高ECT在线监测的精确性,提出了一种广义动态图像重建算法(DR),集合了ECT测量信息和流动对象的物理演变信息。该算法同时考虑被测对象的空间约束、时间约束以及动态变化信息的目标功能。动态实验研究表明,该算法成功解决ECT逆问题,有效突破了ECT图像重建的数值不稳定性,其成像质量明显好于一般的静态图像重建算法。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 两相流 动态重建算法 介电常数

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应用电容层析成像对气固颗粒浓度分布的研究 被引量：3

9

作者 王泽璞 刘乾 +2 位作者 曹丽平 刘言 刘石 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2012年第3期68-74,共7页

针对高度循环流化床管道内固相介质的流动具有封闭性和模糊性,一般检测技术不能清晰地反演出HDCFB中固相介质分布特征的问题,选用先进的检测技术——电容层析成像技术——来在线显示HDCFB中固相介质的分布情况。提出了集合ECT测量信息... 针对高度循环流化床管道内固相介质的流动具有封闭性和模糊性,一般检测技术不能清晰地反演出HDCFB中固相介质分布特征的问题,选用先进的检测技术——电容层析成像技术——来在线显示HDCFB中固相介质的分布情况。提出了集合ECT测量信息和被测量对象的物理演化信息的广义动态重建算法。该算法同时考虑了被测对象的空间约束、时间约束和被测对象在流动过程的动态变化特性。动态实验研究表明:该算法可成功求解ECT逆问题,确保有一稳定的数值解;ECT可捕获HDCFB内管道截面固相介质的分布情况,成功重建管道内的流动模型。 展开更多

关键词 高密度循环流化床 电容层析成像技术 固相介质 动态重建算法

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介电常数分布对电容层析成像传感器灵敏度的影响 被引量：1

10

作者 颜华 许会 刘丽钧 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期45-48,共4页

电容层析成像技术 ( ECT)近年来发展迅速。 ECT传感器属“软场”传感器 ,其灵敏度分布受被成像介电常数分布的影响。由于“软场”特性的复杂性 ,图像重建时常忽略其影响 ,其结果是重建图像中有较大的“软场”误差。为获得高质量的图像重... 电容层析成像技术 ( ECT)近年来发展迅速。 ECT传感器属“软场”传感器 ,其灵敏度分布受被成像介电常数分布的影响。由于“软场”特性的复杂性 ,图像重建时常忽略其影响 ,其结果是重建图像中有较大的“软场”误差。为获得高质量的图像重建 ,必须研究 ECT传感器的软场特性。本文通过典型介电常数分布下灵敏度分布的计算与比较 ,分析了 ECT传感器的“软场”特性 ,给出了介电常数分布对灵敏度分布影响的主要规律。 展开更多

关键词 电容传感器 灵敏度分布 软场 电容层析成像技术 介电常数

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用于两相流检测电容层析系统成像的迭代算法 被引量：1

11

作者 潘时林 李元科 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期72-74,共3页

电容层析成像技术(ECT)在应用生产过程中作为一种在线检测技术而得到充分应用。通过精确测量ECT系统的12个电极之间的电容,并利用测量数据进行二维模型有限元法计算其电场敏感分布图,提出了一种迭代的成像算法。该迭代算法可比较精确地... 电容层析成像技术(ECT)在应用生产过程中作为一种在线检测技术而得到充分应用。通过精确测量ECT系统的12个电极之间的电容,并利用测量数据进行二维模型有限元法计算其电场敏感分布图,提出了一种迭代的成像算法。该迭代算法可比较精确地对管道横截面的两相流进行图像重建。并讨论了工业应用的实际问题和目前的技术上的缺陷性。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 迭代算法 有限元法 图像重建 两相流 检测

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电容成像双共轭梯度图像重建改进算法 被引量：3

12

作者 马敏 范广永 孙颖 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1489-1494,共6页

针对电容层析成像技术(ECT)逆问题中软场效应的影响,以及重建图像时使用的传统迭代类算法迭代次数多、成像速度慢等问题,将双共轭梯度(BICG)应用到电容层析成像技术中,为了得到更好的重建效果,提出了双共轭梯度与正则化思想相结合来求... 针对电容层析成像技术(ECT)逆问题中软场效应的影响,以及重建图像时使用的传统迭代类算法迭代次数多、成像速度慢等问题,将双共轭梯度(BICG)应用到电容层析成像技术中,为了得到更好的重建效果,提出了双共轭梯度与正则化思想相结合来求解逆问题的最佳解。通过COMSOL5. 3软件进行建模,使用MATLAB 2014a进行图像重建与图像评估,分别使用Tikhonov、Landweber、共轭梯度(CG)、BICG、所提改进算法进行图像重建。实验表明:所提改进算法的成像效果不仅优于其他迭代类算法,而且大大缩短了图像重建需要的时间;尤其对一些复杂流型成像效果更佳,图像错误率低至约0. 2,相关系数高达约0. 88,成像时间缩短至2. 77 s,迭代次数减少至20次。 展开更多

关键词 电容层析成像技术(ECT) 双共轭梯度(BICG)算法 算法改进 图像重建 COMSOL

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旋风分离器料腿中颗粒流量电容相关测试分析与实验研究 被引量：32

13

作者 王海刚 刘石 +1 位作者 姜凡 杨五强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期176-180,共5页

应用电容层析成像技术和相关分析理论,对常温下旋风分离器料腿中固体颗粒浓度、速度和流量进行了测试研究。浓度分布采用单层电容传感器,速度分布采用双层电容传感器得出相关流动信号,利用相关理论分析得出速度和流量。这种测试方法的... 应用电容层析成像技术和相关分析理论,对常温下旋风分离器料腿中固体颗粒浓度、速度和流量进行了测试研究。浓度分布采用单层电容传感器,速度分布采用双层电容传感器得出相关流动信号,利用相关理论分析得出速度和流量。这种测试方法的优点在于不破坏原有实验系统的运行特性,属于非侵入式、在线的快速测试技术,能同时得出固体的断面浓度分布和流量。实验结果与称重计量测试结果吻合良好,说明电容相关技术测量流量的可行性和可靠性。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 旋风分离器料腿 电容层析成像技术 颗粒流量 电容相关法 测试 实验

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基于ECT技术的航空发动机尾气监测系统设计 被引量：8

14

作者 马敏 周苗苗 李新建 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第5期88-91,共4页

为克服现有航空发动机尾气监测系统性能欠稳定和成本较高的问题,设计了基于电容层析成像(ECT)技术的航空发动机气路状态实时监测系统,实现了集传感器设计、数据采集及图像处理功能的一体化。系统主要包含多电极电容传感器模块、数据采... 为克服现有航空发动机尾气监测系统性能欠稳定和成本较高的问题,设计了基于电容层析成像(ECT)技术的航空发动机气路状态实时监测系统,实现了集传感器设计、数据采集及图像处理功能的一体化。系统主要包含多电极电容传感器模块、数据采集系统模块和计算机成像模块三大模块。概述了各个模块的设计思路,并详细论述了核心模块即采集系统模块的设计方法与控制流程。仿真实验表明:该系统具有性能稳定、非侵入性和实时性好等特点。 展开更多

关键词 气路状态 电容层析成像技术 数据采集 计算机成像 尾气监测

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气固两相流流动参数的检测技术 被引量：6

15

作者 付飞飞 《济南大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第1期11-17,共7页

对气固两相流流动参数检测技术的相关内容,包括基于静电传感器的检测技术、电容层析成像技术以及流型软测量技术中的信号分析方法进行了总结和评述,认为静电传感器在气固两相流颗粒速度、浓度以及流型等参数检测方面,技术相对成熟,但其... 对气固两相流流动参数检测技术的相关内容,包括基于静电传感器的检测技术、电容层析成像技术以及流型软测量技术中的信号分析方法进行了总结和评述,认为静电传感器在气固两相流颗粒速度、浓度以及流型等参数检测方面,技术相对成熟,但其灵敏度空间分布不均匀、颗粒浓度(分布)与静电量大小(分布)之间的对应关系不明确等问题严重影响其测量准确性,是目前研究的难点;电容层析成像技术可实现气固两相流流型的可视化监测,但其固有的软场特性影响了测量结果的准确性;目前基于信号分析方法的流型软测量技术避免了这一问题,多尺度信号分析方法将是提高其测量准确性的新方法。 展开更多

关键词 气固两相流 流动参数检测 静电传感器 电容层析成像技术 信号分析方法

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ECT测量A类颗粒初始流化特性 被引量：3

16

作者 罗琴 张玉黎 +2 位作者 赵银峰 叶茂 刘中民 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3916-3921,共6页

利用电容层析成像技术对Geldart A类颗粒流化性质进行研究。研究结果发现:流化床中固体质量分数随着气速的变化趋势与压力波动变化趋势具有一定的相似性,即固体质量分数的突变点与压降的突变点一致,据此可以推断出Geldart A类的最小流... 利用电容层析成像技术对Geldart A类颗粒流化性质进行研究。研究结果发现:流化床中固体质量分数随着气速的变化趋势与压力波动变化趋势具有一定的相似性,即固体质量分数的突变点与压降的突变点一致,据此可以推断出Geldart A类的最小流化速度,为流化床基础流化特性研究提供新的研究手段。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 最小流化速度 两相流测量

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未知介电常数对象的ECT图像重建方法 被引量：5

17

作者 马敏 王化祥 +1 位作者 王超 张炜宇 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第9期86-88,共3页

电容层析成像技术(ECT)是近年来发展较快、较成熟的一种过程层析成像技术,电容层析成像系统敏感场分布受介质介电常数分布的影响,即敏感场具有“软场”特性,通常以已知介质介电常数的灵敏度分布作为先验知识图像重建。根据对不同介电常... 电容层析成像技术(ECT)是近年来发展较快、较成熟的一种过程层析成像技术,电容层析成像系统敏感场分布受介质介电常数分布的影响,即敏感场具有“软场”特性,通常以已知介质介电常数的灵敏度分布作为先验知识图像重建。根据对不同介电常数被测对象的检测灵敏度分析,采用一次仿真校验法对管内测量对象分别充满高、低介电常数介质进行仿真校验,并结合滤波反投影算法实现对未知介电常数的测量对象的图像重建。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 图像重建 0-1校验法 一次仿真校验法

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考虑交互作用的ECT传感器的分析和优化 被引量：4

18

作者 邵富群 高彦丽 +1 位作者 章勇高 杨景辉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期103-106,共4页

在仿真研究的基础上对ECT传感器的 4个重要参数即极板张角θ ,绝缘管道材料的相对介电常数εpw,绝缘管道壁厚度R2 -R1,以及屏蔽罩与电容极板间的间距R3 -R2 ,进行了具有交互作用的正交试验 ,用方差分析法得出了这 4个参数及它们的交互... 在仿真研究的基础上对ECT传感器的 4个重要参数即极板张角θ ,绝缘管道材料的相对介电常数εpw,绝缘管道壁厚度R2 -R1,以及屏蔽罩与电容极板间的间距R3 -R2 ,进行了具有交互作用的正交试验 ,用方差分析法得出了这 4个参数及它们的交互作用在迭代和多元线性回归两种成像算法下对成像质量的影响 ,最后给出了试验得到的传感器结构的优化参数·实验表明在此传感器优化方法的基础上得到的重建图像质量有明显的提高· 展开更多

关键词 ECT传感器 电容层析成像技术 极板参数 正交试验 交互作用 方差分析 优化设计

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ECT系统在土壤湿度测量中的应用研究 被引量：1

19

作者 高彦丽 徐青 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第7期1119-1122,共4页

电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography,ECT)以其结构简单、响应速度快、非侵入、无辐射等优点成为检测科学领域里的研究热点之一。介绍了一种基于DSP控制的8极板电容层析成像系统,描述了它的硬件检测电路组成、工作原理... 电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography,ECT)以其结构简单、响应速度快、非侵入、无辐射等优点成为检测科学领域里的研究热点之一。介绍了一种基于DSP控制的8极板电容层析成像系统,描述了它的硬件检测电路组成、工作原理并给出了图像重建算法和DSP软件设计流程。将该系统应用于土壤水分分布的测量中,构建了一土壤水分测试实验平台,完成了4种不同土壤湿度分布下的成像信息测试。实验结果表明,管道截面土壤湿度分布不同时,成像图像能够给出其可视化分布形态。 展开更多

关键词 电容层析成像技术 DSP 土壤湿度 电容传感器

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基于小尺度ECT传感器的滑油在线监测研究 被引量：2

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作者 徐大露 薛倩 +2 位作者 马敏 叶龚兵 由伟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第11期34-37,共4页

针对国内航空发动机滑油在线监测技术落后的现状,对小尺度电容层析成像(ECT)传感器设计进行了研究。利用有限元分析软件Comsol和Matlab,对ECT传感器阵列电极的几何参数进行了优化,并通过静态和动态试验验证ECT应用于滑油在线监测的可行... 针对国内航空发动机滑油在线监测技术落后的现状,对小尺度电容层析成像(ECT)传感器设计进行了研究。利用有限元分析软件Comsol和Matlab,对ECT传感器阵列电极的几何参数进行了优化,并通过静态和动态试验验证ECT应用于滑油在线监测的可行性。实验结果表明,该方法能够有效分辨物场中的不同介质,实时反映滑油介电常数的变化,利用小尺度ECT传感器可为在线滑油监测提供一种新型检测手段。 展开更多

关键词 在线监测 电容层析成像技术 有限元分析 传感器

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