ECT传感器电势测量方法VIP免费

第38卷第1期2008年1月东南大学学报(自然科学版)JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)V01．38No．1Jan．2008ECT传感器电势测量方法周宾杨道业汤光华许传龙潘琦王式民(东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室，南京210096)摘要：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．关键词：电容层析成像；电势测量方法；微型传感器；遗传算法中图分类号：TB934文献标识码：A文章编号：1001—0505(2008)01-0129-07PotentialmeasuringmethodappliedinECTsensorZhouBinYangDaoyeTangGuanghuaXuChuanlongPanQiWangShimin(KeyIaboraofyofCleanCoalPowefGelle血OllandCombustionTechnologyofMnistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，01ina)Abstract：Thetechnologyofelectricalcapacitancetomography(ECT)hasgreatpotentialinindus—trialapplicationsduetOitsnon—intrusive，simpleconstructionandlowcostnature．Inthispaper，PO—tentialmeasurementmethodissuggestedtOminiaturesensorsfortheveryshortaxiallengthrestrictedbyitsapplication!ImagereconstructionusingthepotentialmeasurementmethodisbasedonthePO-tentialsonthefloatingelectrodes．Thepotentialmeasurementmethodiscomparedwiththedisplace-mentcurrentmethod．Itisconcludedthatforagivenexcitationvoltage，thepotentialsaredependantonthecapacitancesratiosonly，independentfromcapacitancethemselves．Therequirementtoelectrode’Slengthisrelaxed．ItshowsthatthepotentialmeasuringmethodismoresuitabletOminia-tureECTsensor．Atlast，anexampleofapplicationofthismethodinnon—linearGA—ECTprovidessatisfactorysimulationresults．Keywords：electricalcapacitancetomography；potentialmeasurementmethod；miniaturesensor；geneticalgorithm电容层析成像(ECT)技术由于具有非侵入性、传感器结构简单、成本低等优点，因此具有极大的工业应用价值[1]。ECT通过测量布置在管道或容器周围的阵列电极间的电容值，反演获取其内部介电常数分布s(工，Y)信息．在过去20多年的发展中，研究比较集中在较大尺寸的多相管流中旧吲．随着微机械和纳米科技的发展，人们开始对微观领域的研究发生了兴趣，如ECT已被应用于检测生物芯片上微通道内流型信息，制药业中微反应器内化学物质混合情况等．目前，已有相当多的学者对微型ECT传感器开展了研究工作Ho．然而，对微型ECT传感系统，受限于应用场合，极片轴向长度极短，势必造成极片间互电容极小．而极片的轴向长度在实际的测量过程是比较关键的因素之一，较长的电极轴向长度必然带来较大的空间滤波效应．这一对“矛盾”在实际测量过程中总是存在着，至今没有得到良好的解决．在理想二维成像假设条件下，所给测量值应该独立于电极的轴向长度．本文的理论研究表明，在理想条件下，悬浮极片上的电势测量值与极片的轴向长度无关．电势测量方法将更适合于微型ECT传感器系统．本文最后还从电势测量值给出了利用收稿日期：2007-06-07．作者简介：周宾(1980一)，男，博士生；王式民(联系人)，男，教授，博士生导师，smwang@s叭．edu．cn．基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)专项经费资助项目(2004CB217702_a14)．引文格式：周宾。杨道业，汤光华，等．ECT传感器电势测量方法[J]．东南大学学报：自然科学版，2008，38(1)：129—135．万方数据130东南大学学报(自然科学版)第38卷非线性GA-ECT技术[51进行图象重建的结果．1’归一化目的和解决的途径在二维ECT系统图象重建之前，通常对电容测量值进行归一化处理，使用电容并联或串联模型分别有，一州，0A#=搿(1)o盯一L玎或A...