提高ECT系统图像重建质量的方法研究

作     者：夏晶晶 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：仇国富

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：电容层析成像 组合电容法 敏感场 微小电容检测 迭代优化修正的Tikhonov 正则化算法 图像重建 

摘      要：电容层析成像（ECT）技术是一种发展迅速的基于电容敏感原理的过程层析成像（PT）技术,因其具有非辐射、非侵入、成本低廉、响应速度快和安全性能好等优点,成为当前多相流过程参数检测技术中的主流。但在ECT技术发展的过程中,还存在许多的难点问题没有得到解决,如ECT系统重建图像精度不高。本文主要研究提高系统重建图像质量的方法,主要从两个方面对系统进行了改进： 一、基于旋转电容的思想,提出组合电容法,并设计了ECT系统的电容传感器及其控制开关网络,在不减小电极尺寸、不降低灵敏度的情况下成倍地增加投影数据数目,提高系统重建图像的精度;二、对Tikhonov正则化算法进行改进,提出迭代优化修正的Tikhonov正则化算法,并基于此算法图像重建,使图像重建质量得到提高。 此外还对充放电微小电容检测电路进行了研究分析,建立合适ECT系统的电容检测电路;建立实际ECT系统的有限元模型,使用Ansys软件对系统进行仿真计算,获取系统电容敏感场的分布,为后续的图像重建提供可靠准确的先验数据。 本文组建一套完整的ECT系统实验装置,在该装置上实现组合电容法对提高图像重建质量的实验验证。