基于驱动电极的电容层析成像研究

发布时间：2021-12-23 00:43

　　电容层析成像是一种应用广泛的多相流检测技术,针对其中心处成像效果差的问题,提出增加驱动电极的改进方案,研究驱动电极及其激励电压对中心区域成像的影响,并与传统12电极传感器进行比较。仿真结果表明,驱动电极的激励电压存在最优值,对改善敏感场分布、提高中心区域空间分辨率具有显著作用。 

【文章来源】：自动化应用. 2019,(11)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

驱动电极传感器结构图

其中，Si,j为电极i与j之间的敏感场矩阵，A(e）、A分别为单位测量区域e的面积与被测区域总面积，Cli,j与Cih,j为被测区域充满介电常数εl与εh时电极i与j之间的电容值，εl与εh为介质中最低和最高介电常数，Ci,j(e）为仅单元测量区域e中介质介电常数为εh其余区域介质介电常数为εl时电极i与j之间的电容。图2是传统12电极传感器相对极板之间的敏感场分布。敏感场的计算过程复杂且计算量较大，一般使用快速计算方法计算敏感场矩阵：

综上，驱动电极传感器的图像重建质量总体优于传统12电极传感器，其中对中心区域物体的区分能力与成像效果得到显著提高，驱动电极的激励电压不能超过检测电极电压且存在最优值，在检测电极加15V电压时，驱动电极最优激励电压为12V，此时图像重建综合效果最佳。由重建结果可知，与传统12电极传感器相比，驱动电极传感器的投影数据量（均为66组）与计算量均未改变，驱动电极通过直接影响电场分布来改善敏感场分布的均匀性，增强中心区域图像重建效果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电学层析成像技术[J]. 王化祥.  自动化仪表. 2017(05)
[2]电容过程成像技术的进展[J]. 王化祥,杨五强.  仪器仪表学报. 2000(01)



本文编号：3547432