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量与采集系统时主要要考虑以下几个方面的因素:

1.应当拥有一个比较大的动态检测电容范围与此同时线性度一定要好,

2.应当具有比较较强的对杂散电容抑制的能力,

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3.要具有高效的,彻底的滤除系统固有的电容值和耦合电容值的系统,

4.ECT数据采集系统整体要具有快速性,实时性的特性.

等.

现场可编程门阵列

可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevice,PLD)是一门新兴的科学技术,它起源于20世纪70年代等.

FPGA工作原理

FPGA在工作时其片内的RAM是要被编程的,研发人员可以根据具体工作环境的配置模式来采用

关于参考文献方面论文范文9981;一样的编程方式.在对FPGA进行操作时有以下四种配置模式可供选择.

1.并行模式该模式是运用并行的PROM,Flash来配置FPGA,

2.串行模式这个模式是用串行的PROM来配置FPGA,

3.主从模式此模式是用一片PROM来配置多片的FPGA,

4.外设模式将FPGA作为微处理器的外设然后由微处理器对其进行编程.

FPGA的基本结构

等.

本章小结

本章对电容层析成像(ECT)技术和现场可编程门阵列(FPGA)技术分别进行了极为细致的阐述等.

ECT系统多电极激励方法分析与研究

引言

由于ECT图像的重建是以有限数量的检测数据来求解的问题,因此在电容测量时即使出现一个很微小的误差也会对图像重建造成很大麻烦.等

电容层析成像技术微电容测量原理

ECT探测器中的多电极电容传感器的构成是在传感器绝缘管壁外侧的圆周固定安放着紫铜薄片作为电极等.

依据电磁场的相关理论知识可知,可用下面的麦克斯韦方程对任意的电磁场进行表示:

(3-1)

式3-1中:为电位移,为电荷密度.

针对同一样的介质,电场和磁场之间的各个物理量之间还有以下的关系:

(3-2)

(3-3)

在式3-2,3-3中:表示相对介电常数,表示电位,表示电场强度.

等

不同电极激励方式的灵敏场仿真与分析

参照以往的ECT仿真实验情况,本实验也采用的实验分析方法,选用作为实验的仿真平台对着两种不同的电极激励方式进行仿真实验.

等.

单电极激励下的仿真计算

在理想化的条件下二项介质混合物沿传感器轴向是均衡的,本实验在系统仿真实验平台进行工作,将相关数据输入到仿真系统中计算.首先在理想化的空场条件下进行实验,如图3-3,3-4,图中展示的是,在单电极激励条件下1-2电极对和1-9电极对测得的电场强度值和电位值.在两幅图中左边的是电场强度值,右边的是电位值.等

三电极激励下的仿真计算

在三电极激励电极检测的方式下引入进来来评价灵敏匀性,如公式:

(3-19)

最后,将软件计算出来的数据输入到实验平台进行数据计算.由公式(3-19)可以知道,这个值的绝对值越小的话ECT电容传感器电极对之间的越是均匀.表(3-1),(3-2)为软件计算出来的结果.从这两个表可以看出来,与计算的结果相比较,灵敏场的分布要更加均匀.灵敏度的最高值由原来的81.0076降低到目前的35.8702,灵敏度的最低值由原来的-3.5096升至目前的-2.4110,的最由原来的84.5982降低到目前的38.2816.根据以上所得到的数据进行比较,在具体应用时,采用的方法可使系统检测精度更准确一些.

等

表3-1单电极激励灵敏场评价指标值Table3-1Evaluationindexvalueofsensitivityundersingleincentiveelectrode

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参数MaxMinμ电极对1-281.0076-3.590684.5982电极对1-6.7420-1.50698.2489续表(3-1)

电极对1-6.7420-1.50698.2489电极对1-6.7420-1.50698.2489本章小结

ECT技术图像重建利用测量出来的电容值远远小于被测图像的像素数目,逆向问题的求解是典型的等.

基于FPGA的ECT探测器系统研究与设计

ECT探测器系统总体概述

现阶段等.

影响ECT探测器系统实时性因素

现阶段ECT探测器主要采用的微小电容测量电路按照检测原理来分类主要分为四种等.

交流电容/电压(C/V)转换电路

ECT探测器系统的交流C/V转换电路运用电压进行激励,电流进行测量的方法,等.

相敏解调电路

在ECT探测器系统中,等.

基于FPGA的改进型数据测量与采集系统

从上一节分析的内容可以知道,等.

ECT探测器系统整体设计

在进行ECT探测器的设计时,等.

本章小结

本章针对采用模拟解调与滤波等.

仿真及实验结果分析

在前面的章节里,详细地分析了ECT和FPGA的组成和工作原理,等.

基于三电极激励双电极检测的C/V转换电路线性度实验

所谓C/V转换电路线性度就是指电路输入的电容值与输出的电压值之间的实际关系曲线与理想化的直线之间的偏离程度,等.结果如表5-1所示.

表5-1实验测量电容值

电容值(pF)理论电压值(V)对应测量输出电压(V)第一次第二次第三次第四次0.50.250.25030.25010.25090.249910.50.50080.50060.50010.5003211.00021.00010.99931.000831.51.50021.50011.50071.500150.6250.62550.62480.62510.624960.750.75070.74980.75010.7506811.00011.00031.00090.9997101.251.25031.25051.24991.2506121.51.49961.50021.50011.5007等.

静态电容测量实验

电容传感器结构参数主要包括,

电容层析成像技术(ECT)从上个世纪80年展至今,等.

参考文献

于晓洋,徐巧玉,陈德运,等..2004,18(3):196-199.

YWQ,PENGLH.ImageeconstructionAlgorithmsforElectricalCapacitanceTomography[J].MeasurementScienceandTechnology2003,10(14):1-13.

XCG.,HUANGSM.Transputer-basedlectricalCapacitanceTomographyforReal-timeImagingofOilfieldflowPipeline,TomographyTechniquesforprocessDesignandOperation[C].ComputationalmechanicsSouthampton,1992:333-346..电容层析成像系统的设计及其应用[D].杭州:浙江工业大学硕士论文,2016:17-28.董向元郭淑清.电容成像技术及其应用[M].黄河水利出版社2016:11-18.

邵晓寅.电容层析成像技术在气液两相流检测中的应用研究.浙江大学博士论文2003:20-28.

等

致谢

个人简历

刘德华,,年生9—2004.12,,本科—今,2007.5—2016.5,哈尔滨专业攻读硕士学位

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