电磁层析成像正问题分析与研究

发布时间：2023-10-04 00:21

　　电磁层析成像(Eletromagnetic Tomography,EMT)技术起源于上世纪90年代,相对于其他过程层析成像技术,EMT具有非侵入、无接触、结构简单、实时成像等优点,对于可用电导率和磁导率分布表示的多相流物场空间检测,如工业过程监测以及医学成像等更具优势。本论文分析了EMT技术的研究意义和发展前景,根据现阶段该技术国内外的发展状况,确定了EMT技术的物理模型,并对其正问题进行优化,为物理模型的建立提供理论依据。介绍了EMT系统的主要组成部分和工作原理,阐述了正问题和逆问题的研究方法并采用仿真分析法对EMT正问题进行仿真分析。根据被测物场空间的电磁特性,由麦克斯韦方程组推导出EMT系统的物理模型,运用有限元法求解二阶偏微分方程。基于COMSOL Multiphysics软件建立EMT系统的仿真模型,对系统进行自由四面体剖分,利用控制变量法,探究了激励电流大小、物场空间频率、扰动目标位置和材料、传感器线圈相关参数(导线匝数、线径、缠绕方式、线圈数量)对测量电压值和测量相位的影响,根据绘制的检测结果对比图像,得出结论:相位测量是建立灵敏度场和图像重建的必要条件;对电导率不同的物...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 引言
    一、电磁层析成像(EMT)技术概述
    二、EMT技术研究现状
        (一)工业领域
        (二)医学领域
    三、EMT技术的研究价值
    四、论文主要研究内容
第二章 电磁层析成像技术的基本原理
    一、电磁层析成像系统的基本构成
    二、EMT技术正问题与逆问题
        (一)EMT技术的正问题研究
        (二)EMT技术的逆问题研究
第三章 物理模型建立并分析
    一、物理模型建立
        (一)物理模型推导
        (二)EMT正问题的边界条件
    二、正问题研究方法
第四章 传感器阵列的优化设置
    一、EMT仿真模型的建立
    二、扰动目标位置及材料影响分析
        (一)扰动目标位置分析
        (二)扰动目标材料分析
    三、激励电流影响分析
        (一)激励电流大小分析
        (二)激励电流频率分析
    四、线圈参数影响分析
        (一)线圈匝数分析
        (二)导线缠绕方式分析
        (三)导线线径分析
        (四)线圈个数分析
第五章 灵敏度分析
    一、灵敏度矩阵获取方法
        (一)扰动测量法
        (二)场量公式提取法
    二、电导率灵敏度矩阵
    三、Tikhonov正则化算法图像重建
结论与展望
参考文献
个人简历及攻读硕士期间已发表的论文
致谢



本文编号：3850941