电阻层析成像传感器软场特性分析

电阻层析成像ERT所基于的测量原理是：在电场作用（电流激励）下被测区域中电阻分布的不同会导致边界电压的改变。ERT传感器测量敏感场受被测介质分布的影响。这一软场特性是ERT图像重建中的主要困难之一。本文通过对电阻层析成像传感器的灵敏度分布的有限元分析,研究发软场特性的规律。结果表明,不同电阻率的介质分布对灵敏度值正负极性变化影响不大,而各处灵敏度值大小变化不仅与介质分布有关,还与该点在敏感场中的位置有关。     

电容层析成像系统(ECT)软场特性研究

电容层析成像(ECT)系统阵列传感器的敏感场受被测介质的影响,这一"软场"特性是ECT应用于两相流参数测量中的一个主要问题.本文介绍了基于有限元模型的仿真实验,通过数据分析研究了多个影响灵敏场分布的因素及其规律.     

静电传感器灵敏场有限元仿真研究

静电传感器灵敏场分布不均匀，致使传感器的输出受流型影响，导致较大的测量误差。本文基于点电荷思想建立了圆环状静电传感器的三维静电场数学模型，并应用有限元法进行了数值求解。系统地分析了圆环状静电传感器结构参数（电极的长度、绝缘管段的厚度、屏蔽罩的长度以及半径等），材料特性以及场域介质分布对静电传感器灵敏场分布特性的影响。旨在为实现静电传感器灵敏场的均匀分布和结构优化提供理论依据。     

高介电常数介质对电容层析成像传感器灵敏场影响的研究

以有限元仿真实验为基础,通过高介电常数介质在ECT传感器内不同分布时灵敏场的比较研究,结果表明,传感器内部各处灵敏度变化不仅与管内高介电常数介质的大小和分布有关,还与该点在灵敏场中所处的位置有关.总结一般规律为高介电常数介质所在的区域以及附近的区域灵敏度变化最大;越靠近电极附近的区域灵敏度的变化越大;高介电常数介质对灵敏场的影响在传感器内部呈马鞍形分布.     

循环流化床上ECT传感器灵敏场的有限元分析

电容层析成像传感器的敏感场受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难,为了提高重建图像质量,对敏感场分布进行分析是非常必要的.该文以12电极方形电容传感器为基础,对电容层析成像技术应用于循环流化床研究做了简单阐述,着重研究了用有限元法对方形电容传感器敏感场分布的计算机仿真,讨论了负敏感场的处理方法.     

油气润滑测试系统中ECT软场效应研究

电容层析成像系统的传感器具有"软场"特性,即敏感场分布受被测介质的影响。为获得高质量的重建图像,利用COMSOL软件快速求解油气润滑测试系统ECT的灵敏度矩阵,运用COMSOL和MATLAB联合仿真,对该管道内层流和环状流2种典型流型的灵敏度场的软场效应进行分析,并且应用LBP算法和OTSU算法,分别在考虑和忽略软场效应的情况下对2种流型进行图像重建。仿真结果表明,软场效应改变了灵敏度分布;润滑油介质靠近管壁时,检测敏感度较高;采用软场效应改变的灵敏度矩阵进行图像重建,将有效提高重建图像精度。     

介电常数分布对电容层析成像传感器灵敏度的影响

电容层析成像技术（ECT）近年来发展迅速。ECT传感器属“软场”传感器，其灵敏度分布受被成像介电常数分布的影响。由于“软场”特性的复杂性，图像重建时常忽略其影响，其结果是重建图像中有较大的“软场”误差。为获得高质量的图像重建，必须研究ECT传感器的软场特性。本文通过典型介电常数分布下灵敏度分布的计算与比较，分析了ECT传感器的“软场”特性，给出了介电常数分布对灵敏度分布影响的主要规律。     

厚管壁电容层析成像传感器特性研究

电容层析成像技术利用多电极电容传感器实现对多相流电介质分布进行可视化.通过对管道内径为10 mm,管壁厚度为5 mm的8电极电容传感器的数值模拟,研究了管道介电常数、管内介质介电常数以及径向电极对传感器电容绝对值、空满管电容变化值和传感器线性度的影响,分析了厚管壁下电容传感器的灵敏场特性,并给出了在高径极比条件下传感器设计的参数优化方案,为电容层析成像检测电路的设计提供相应的依据.     

双阵列式电容传感器的特性研究和参数优化

利用传感器相邻极板之间灵敏场不均匀的特点,建立了一种新型双阵列式电容传感器,并且引入1个新的目标函数来评价灵敏场在某个区域幅值的大小。通过有限元仿真的方式,分析了电极覆盖率、管壁介电常数、管壁厚度对灵敏场分布和目标函数的影响,并进行了优化设计,获得优化结构参数,为灵敏场分布的改善和传感器系统性能的提高提供了必要的理论基础。     

螺旋极板电容式传感器的特性研究和参数优化

针对传统电容式传感嚣的不足,构建了一种改进型螺旋表面极板电容式传感器.采用二维有限元和MATLAB 相结合的方法,分析了电极参数对传感嚣输出电容和灵敏度的影响,并进行了优化设计.优化后的传感器灵敏场均匀性误差小于4％,显著地改善了传感嚣的软场效应,有效地减少了流型和相分布对测量结果的影响.