多电极电磁血液流速仪建模与成像算法研究
[Abstract]:Fluid flow is one of the most common control parameters in the process of industrial production detection and control. With the continuous development of technical means and research methods, flow measurement has opened up a new research field. In this paper, the measurement of flow rate by electromagnetic Flowmeter is applied to the monitoring of blood flow. The measurement of blood velocity is realized by picking up the inductive electromotive force on the external wall of non-insulated blood vessel. Firstly, this paper introduces the related theories of electromagnetic Flowmeter, including the traditional two-electrode electromagnetic Flowmeter and the multi-electrode electromagnetic Flowmeter. Based on the theory of Sherliff weight function, the concept of regional weight function is introduced, and the derivation process of regional weight function and the basic measurement equation of multi-electrode electromagnetic Flowmeter are introduced in detail. The theory of regional weight function shows the contribution of the flow velocity in different regions of the measurement section to the induction electromotive force between different electrode pairs, which provides the basis for the numerical solution of the weight function. At the same time, the theory of multi-electrode electromagnetic Flowmeter solves the limitation of traditional two-electrode electromagnetic Flowmeter. Secondly, the distribution of magnetic induction intensity excited by Helmholtz coil and C-type coil at the flow section is analyzed numerically, and the selection of excitation coil is put forward. The finite element analysis method is used to model and simulate the multi-electrode electromagnetic blood velocity meter model in COMSOL Multiphysics, and the value of region weight function is obtained, and the regularization rule of Tikhonov is selected by discussing the algorithm of velocity distribution reconstruction. By comparing and discussing three aspects of the model, such as mesh generation, solver and electrode array, a parameter setting method with good effect on velocity reconstruction is selected. Thirdly, according to the characteristics of blood flow velocity, the measurement section is divided into several different regions, and the region instead of aorta and vein is reconstructed by COMSOL simulation and velocity reconstruction. The regional division was studied from 8 electrodes and 16 electrodes respectively. Finally, the excitation system is designed and the C-type coil is selected. In order to reduce magnetic flux leakage, 0.3mm thick silicon steel lamination is used to replace iron core, and the magnetic induction intensity at air gap is calculated, and the uniform range of magnetic induction intensity in air gap is simulated according to the influence of actual laboratory conditions and surrounding environment. Determine the scope to maintain the authenticity and accuracy of measurement data.
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH776
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,本文编号:2188553
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