電容層析成像技術(shù)圖像重建算法研究.pdf

1、兩相流動(dòng)過程廣泛存在于石油、化工、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。兩相流參數(shù)的準(zhǔn)確測量，可揭示兩相流動(dòng)的機(jī)理，建立兩相流動(dòng)模型，并對(duì)流動(dòng)過程預(yù)測、設(shè)計(jì)和優(yōu)化控制提供必要的依據(jù)。近十多年來迅速發(fā)展起來的過程層析成像技術(shù)在解決多相流參數(shù)檢測問題上有很大的潛力和廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。電容層析成像技術(shù)以其成本低、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、非侵入式、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，成為目前過程層析成像技術(shù)研究熱點(diǎn)。 論文以12電極電容層析成像系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要探討電容層析成

2、像技術(shù)在建立有限元模型、圖像重建等方面的問題，主要完成了以下工作： 1．對(duì)基于不同敏感原理的過程層析成像技術(shù)進(jìn)行了簡介。對(duì)電容層析成像技術(shù)(ECT)，包括傳感技術(shù)和圖像算法進(jìn)行了綜述，并對(duì)多種ECT圖像重建算法作出了比較分析。 2．對(duì)電容層析成像技術(shù)正問題的研究。利用有限元方法對(duì)電容層析成像的電容傳感器進(jìn)行了有限元分析，有限元采用三角分割，計(jì)算出傳感器靜電場內(nèi)各點(diǎn)的電勢，利用電容計(jì)算公式得到了各電極施加電壓時(shí)相應(yīng)的電容值

3、。利用敏感場計(jì)算公式得到各單元的敏感度，分析電容極板的敏感度分布性質(zhì)。 3．提出了一種改進(jìn)的基于Tikhonov正則化的Landweber迭代算法。設(shè)定迭代十次(耗時(shí)均為0.1S左右)，對(duì)層狀流、環(huán)狀流、滴狀流三種典型流型仿真表明：基于Tikhonov正則化的Landweber迭代算法較Landweber算法占空比誤差分別小3.125﹪、1.389﹪、1.3892﹪，而空間圖象誤差分別小0.0069、0.0370、0.5209。