基于旋转电极的电容层析成像技术图像融合算法

针对固定电极的电容层析成像技术独立测量值较少,且由于电极位置的影响而导致重建图像失真等问题,提出了一种基于16旋转电极的电容层析成像技术系统模型及对应的图像融合方法。模型对16电极的电容层析成像技术模型进行4次旋转,得出的数据分别采用线性反投影算法和修正共轭梯度法算法进行图像重建,再将重建的5张图像进行小波变换,变换得到的低频和高频成分分别采用加权平均和主分量分析的融合准则进行图像融合。实验结果表明:提出的电容层析成像技术旋转模型通过增加测量电容数,结合图像融合方法可明显提高重构图像质量,降低成像误差。     

基于l_(2,p)-范数的ECT图像重建算法

针对电容层析成像系统图像重建过程中Tiknonov正则化解过度光滑引起的重建图像细节信息丢失问题,引入l_(2,p)(0p≤1)的混合范数作为正则化算法的数据项和正则化项。混合范数l_(2,p)利用了欧氏范数l_2的光滑性和分数范数l_p(0p≤1)的稀疏性,不仅比范数L_(2,1)具有更好的联合稀疏性,对噪声的抗干扰性也更强,进而针对l_(2,p)矩阵范数的非凸、非Lipschitz连续问题提出一种新的电容层析成像图像重建模型。实验结果表明,基于矩阵混合范数l_(2,p)极小化优化模型的正则化算法相比牛顿迭代、奇异值分解、共轭梯度算法具有更强的适应性,更高的图像分辨率及更好的成像质量。     

基于ECT的航空复合材料缺陷检测研究

针对航空复合材料制件在生产和服役过程中产生的缺陷损伤,提出了一种基于电容敏感原理的同面多电极阵列传感器无损检测方法。基于电容边缘效应,设计了一套同面电极阵列的胶粘缺陷检测系统,模拟航空复合材料缺陷的真实分布。电容层析成像(ECT)系统以单电极激励方式工作,根据缺陷材料介电特性变化引起的电容测量值的变化,采用共轭梯度成像算法复现缺陷位置和形状。实验结果表明,所述方法能够准确地判断出胶粘缺陷的位置和大小,能够对2mm厚度碳纤维复合材料内侧的8mm胶粘结构缺陷进行可视化检测,ECT检测系统重建图像质量较高、边缘伪影较少,为航空复合材料缺陷检测提供了一种新的研究方向。     

基于LabVIEW的航空发动机气路故障分析系统设计

针对在航空发动机气路中带电粒子的电荷信号微弱,传感器工作环境恶劣的条件下,监测航空发动机气路故障的问题,设计了一种能适应高温、高噪声等恶劣工作环境并对电荷信号灵敏监测模型,使用LabVIEW软件建立了航空发动机气路不同工况中静电信号的子V1,对信号进行采集和分析.通过对航空发动机多种工况的模拟和试验,建立了航空发动机气路故障分析系统.结果表明:该监测模型分辨率高、信噪比高、稳定性好,可稳定地监测航空发动机的多种工况,为航空发动机气路故障诊断提供可靠的依据.     

多电极传感器复合材料缺陷检测系统设计

针对航空飞机在生产和服役过程中,复合材料表面及其内部产生各种各样的缺陷损伤,设计了基于同面16电极阵列的复合材料缺陷检测系统。该系统以FPGA为核心,采用交流激励微电容测量方法提高抗杂散电容能力,由于传统模拟器解调方式的实时性较差,系统采用正交序列解调方式对信号进行处理,提高系统的测量精度。实验结果表明：该系统可以准确地判断出模拟缺陷的位置,重建图像清晰,边缘伪影少。可为同面多电极阵列传感器在复合材料缺陷检测领域的应用提供一定参考。