基于相敏解调的电容耦合电阻层析成像系统研究

作     者：胡源渊 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王保良

授予年度：2012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：电容耦合非接触式电导检测 电阻层析成像 数据采集 相敏解调 

摘      要：作为目前过程层析成像技术的研究热点之一,电阻层析成像技术在工业领域得到了快速的发展,它具可视化、高速、低成本、无辐射危险和非侵入性等优点。然而,现有电阻层析成像技术往往采用了一种接触式的测量方法,其电极必须与内部被测液体直接接触,这样往往会产生电极极化效应、电化学腐蚀等问题,并且管壁上钻孔安装电极往往会导致管壁耐压的降低,从而限制了该技术的应用领域。 本文针对该问题,对非接触式电阻层析成像技术进行了研究,成功地研制出了一套系统样机,并进行了测试。它能够在电极与被测液体不接触的情况下测量出液体的电导率分布,有效克服现有接触式电阻层析成像存在的电极极化、腐蚀等问题。 本文的主要工作和创新点如下： （1）将电容耦合非接触式电导检测技术与电阻层析成像技术相结合,提出了一种新的电容耦合电阻层析成像技术,能够以非接触的方式测量出液体的电导率分布。与传统的电阻层析成像系统相比,该技术中传感器电极与被测液体不接触,消除了电极极化、腐蚀等问题对测量的影响,扩大了电阻层析成像技术的应用范围。 （2）针对新的电容耦合电阻层析成像技术对数据采集系统的特别要求,基于相敏解调技术,提出了一种实现电容耦合电阻层析成像数据采集的新方法。 （3）成功研制了一套基于相敏解调原理的电容耦合电阻层析成像系统样机,并获得了由电容耦合非接触原理实现的电导率分布的实时图像。测试结果表明,此系统可以实时获得管内液体的电导率分布图。