用于ECT图像重建的预处理Landweber迭代算法

针对Landweber迭代方法收敛速度慢的问题,采用预处理方法来加快其收敛速度,即减少为计算有效解所需的迭代步数,由求解方程ATAf=ATg变为求解DATAf=DATg,其中D是预处理矩阵.讨论了构建预处理矩阵的一般方法.采用两级预处理策略构建预处理矩阵,将大的奇异值聚合并与小的奇异值分隔开来,而不是将所有的奇异值聚合在一点上,避免信号与噪声混合.使用仿真数据对预处理Landweber方法的收敛速度以及重建图像质量进行了评价.实验表明,预处理投影Landweber迭代方法同未经预处理的Landweber相比只需很少的迭代步数就可以获得比较满意的重建结果,为电容层析成像技术在线进行定量的图像重建...     

ECT系统中重建高介电常数对象的算法

针对电容层析成像(ECT)系统中常用的快速图像重建算法线性反投影(LBP)算法在重建高介电常数成像对象的图像时,重建的图像质量差,提出一种高介电常数成像对象的快速图像重建算法,根据不同介电常数成像对象的成像敏感场分布图具有高度相关性的特点,采用成像敏感场灵敏度替换法提升高介电常数对象的成像敏感场灵敏度,利用正则化图像重...     

ECT图像重建中最小坡度正则化参数选择方法

电容层析成像图像重建反问题常常是不适定的.提出了一种在最小坡度曲线段中选择Tikhonov正则化参数的新方法用于求解这一不适定反问题.对于测量数据的干扰,不适定问题的一些正则化解比其他的解敏感程度低.该方法使用一定准则选取不敏感正则化解中的一个,将这个解对应的正则化参数作为最优值.通过仿真实验,针对两种典型介质分布,将基于最小坡度方法计算的正则化参数与流行的L-曲线法在电容测量数据施加噪声情况下的图像重建结果进行了比较.实验表明基于新方法的图像重建结果要好于L-曲线法.     

利用ECT传感器获取高炉块状区物料分布信息

针对基于传感器二维灵敏场分布的电容层析成像技术在很多应用场合的局限性,提出了一种基于电容传感器灵敏场三维分布特性的成像方法,并对该方法应用于高炉块状区物料分布的可视化监测进行了仿真研究·结果表明,所提出的成像方法不仅可以反映物料在管道截面上的分布,还可以由二维图像的灰度值反映出物料轴向相对厚度信息,该信息可为制定相应的布料制度提供依据·     

图像插值在ECT三维数据可视化中的应用

在电容层析成像(ECT)三维重建过程中,由于传感器侦测数据的局限,以及成像系统内部和外部的因素影响,使得获取的二维图像比较稀疏,图像质量并不高,而且,获取的二维图像可能会有单一像素点出现,导致不可能被轮廓化,这样就导致有一些流形不能被正确的反映.本文从图像插值的角度,针对ECT二维图像进行像素补充,针对ECT断层序列图像进行断层图像补充.仿真结果表明,该方法很好的改善了三维图像的成像效果.     

电容层析成像中电容敏感场的计算与图像重建

建立了１２电极基本传感器的有限元模型，对电容敏感场进行了仿真计算，以此作为先验中以重建出令人满意的图像，为进一步的应用研究提供了强有力的支持。     

ECT传感器电势测量方法

针对微型ECT传感器受限于应用场合,电极轴向长度过短的实用局限,提出采用电势测量方法.通过采集悬浮极片上的电势值进行图象重建.比较电势测量方法与传统的位移电流方法,发现在给定相同激励电压时,电势测量值仅取决于电容的比值而独立于电容本身值,在一定程度上降低了对电极轴向长度的要求.研究表明电势测量方法更加适合于微型ECT传感器.最后利用非线性GA-ECT技术从电势测量值给出了图象重建的结果.     

12电极ECT测量电路设计

介绍了１２电极ＥＣＴ成像系统测量的原理及设计。研制了一种高频抗杂散电容的充电转换差分放大探测电路，并设计出与１２电极相配合、数据稳定、高分辨的一套控制时序，较好的实现了低漂移、高灵敏度及低噪声的测量。该测量电路可应用于最大成像率为１００帧／ｓ的系统。     

利用半迭代重整ECT图像在气固两相流测量上的应用

可视化测量工具ECT通过迭代法求解逆问题进行图像重整，但是目前文献中采用的迭代算法，仍不能完全解决空间分辨率低的问题，不能正确得出复杂分布和稀相两相流的图像。本文首次提出并采用Landweber半迭代算法用于ECT图像重整，通过对静态和动态测量，对浓相和循环悬浮床内稀相的测量，将重整出的图像与其他算法对比，显示了半迭代法在空间分辨率方面的优越性。Landweber半迭代法为ECT进一步实际应用到气固两相流测量提供了新的保证。     

基于ECT的高速数据采集系统探讨

ECT成像技术和使用非常灵活,由于它主要使用多相流的参数检测,检测多相流的活动过程,所以使用此技术需要有较高的数据采集和处理速度.但是ECT成像技术相对价格要高些,直接影响了它的更广泛应用.因此,本文主要讨论ECT成像技术的原理,使用和采集系统.以更快优化ECT的层析成像技术,使此技术更快造福人类.     

Gaussian窗函数在电容成像图像重建中的应用

为降低敏感场矩阵的小奇异值给电容成像(electri-cal capacitance tomography,ECT)问题带来的不稳定性,以提高图像重建质量,该文从正则化方法的谱滤波形式出发,提出了一种基于Gaussian窗函数的ECT图像重建正则化方法。该方法利用Gaussian窗函数的滤波特性,通过选择合适的Gaussian窗函数幂次,来达到降低敏感场矩阵的小奇异值对重建结果造成不稳定的效果,从而获得较好的图像重建结果。对5种典型介电常数分布进行了数值仿真,结果表明:该算法对于两相流不同介质分布均具有良好的适应性,可获得较好的成像结果,部分分布的重建图像轮廓较Tikhonov正则化方法更为清晰。     

电容层析成像系统阵列电极的优化设计

介绍了电容层析成像系统的基本原理和电容敏感阵列结构及其数学模型．采用有限无法，分析了阵列电板结构参数对测量的影响，并进行了优化设计，获得了一组优化结构参数．结果表明，设计的电容阵列敏感电极具有较高的空间分辨率，分辨率伏于10%。     

交流激励电容层析成像(ECT)C／V转换电路的分析

介绍一种基于交流激励型的电容层析成像(ECT)的C／V转换电路．主要分析了电路的工作原理,实际应 用中的反馈模式电路．该电路具有较强抗干扰能力,稳定性好和较小的漂移．     

Concentration and angular velocity measurement in a cyclone separator dipleg using electrical capacitance tomography

Cyclone separator is one of the main parts of the circulating fluidized bed （CFB） boiler. The separation efficiency of the cyclone separator is very important to the whole boiler. Electrical capacitance tomography （ECT） is a unique measuring technique with great potential in multiphase flow measurement. Experimental studies are carried out on the measurement of volumetric concentration and angular velocity using ECT. The former is determined through image reconstruction method, and the latter is measured by cross-correlating the capacitance fluctuations caused by the conveyed solids. The distribution of void fraction in radial direction, the fluctuating characteristics, probability density function and the spectrum characteristics are analyzed. The feasibility and reliability of the method are verified by experimental results.     

ECT系统的C／V转换电路分析

介绍了电容层析(ECT)成像系统的概况,重点分析了其核心部件激励信号幅值可控双模式交流型C／V 转换电路的工作原理．     

层析成像技术在过程检测中的应用──电容式两相流层析成像系统

介绍一种采用电容式传感器的两相流层析成像新方法。该法利用安装在两相流管道 周围的多个电容极板对流体扫描测量，并将所测得的数据输入计算机进行成像，得到 管道某截面上的两相分布图像。一台采用８个电极的系统模型已在最近组装完毕，并进 行了对静态分布模型的成像实验。对实验结果进行了分析并讨论了上述系统改进的可能 性。     

电容成像图像重建算法原理及评价

对现有的电容成像图像重建算法进行了综述并介绍了其原理,其中包括线性反投影法(LBP)、基于奇异值分解(SVD)的直接算法、Tikhonov正则化方法、Newton-Raphson算法、最速下降法、Landweber迭代算法、代数重建技术(ART)、同步迭代重建技术(SIRT)和基于模型的重建算法。在此基础上使用仿真和实验数据对目前主要使用的线性反投影法、基于奇异值分解的直接方法、Tikhonov正则化方法、Tikhonov迭代、投影Landweber迭代等进行了评价。对它们从电容值误差、图像误差、相关系数和耗用时间几个角度进行了比较,并对今后电容成像图像重建算法的发展方向提出了一些看法。