电容层析成像技术的成像原理
电容层析成像
Байду номын сангаас分离
分离对工业过程的质量和产量影响甚大。大多数对两种化合物进行分离的测量与抽样技术仅 能在量少的情况下进行。这会导致不确定性的产生和效率不高。过程层析成像技术是批量处 理数据，并能提供多个数据点，使用户能够更准确地管理分离过程。 水力旋流器——电子层析成像可以调查水力旋流器的性能。装在水力旋流器栓塞上的层析成 像传感器可以测量空气芯的直径。这有助于调查故障和提高过程性能。这个例子展示了粘土 矿里装上传感器的水力旋流器和两个栓塞的相对性能，利用此性能可以确定最佳的操作压力。 主要的好处：通过在线测量空气芯的直径优化性能；诊断故障；在水利旋流器内可视化状态。
水平检测——两种不混液体之间，液体和泡沫或液体和浆液中的固体成分之间，凝胶或软固 和液体上清液之间都存在着界面。如果肉眼看不到或视线指 标线无法显示，界面这时会很难确定，尤其是固定位置的单点测量，因此无法应付变化的水 平。过程层析成像探测器可以实时测量容器内不同组成的深度。层析成像探测器的好处是， 它可以留在过程流中，不影响过程条件，并且扫描所有的深度。探测器非常坚固耐用，能够 接受温度、压力、化学品和
流体
流动过程可能包括多种状态（气体，液体或者固体），它们的性质是复杂的。电容层析成像 技术能实时显示流体的性质，无论材料是否透明，帮助大家来理解复杂的流动过程。主要的 好处：增强对过程的理解，优化计算模型；设计流系统更有信心且节省成本；减低能源消耗。 固-液流 CSIRO（澳大利亚墨尔本）需要一种测量技术来测量研究和工业用途的固-液流粒子和流液的 特性。由于设备强劲、性质简单且无任何放射性或危险成分，电阻层析成像 (ERT) 系统符 合此标准。这意味着设备可以容易地在地上和地下采矿点进行操作。对直径为 100 毫米的 流循环进行测量，等级接近 2 毫米的石英砂悬浮在清澈剪切致稀的聚合悬浮物内。这些“模 式”的悬浮物模仿双模悬浮物的行为，其粒子包含了精细流变活跃粒子的大部分，形成一个 非牛顿载流子，并将粗粒级悬浮起来，如同矿场共同处理线的状况一样。
电容层析成像的技术应用研究
电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电容层析成像的技术应用研究胡叶容(深圳职业技术学院广东省深圳市518055 )摘要：衣文中所要研究的主要内容便是电容层析成像技术，该技术是以医学CT 技术为基础，结合计算机技术以及传感器技术发展 起来的一种过程层析成像技术。
电容层析成像技术在当前的发展过程中十分重要，因而对其实际的应用进行研究有着重要的意义，以下便 针对不同结构的电容传感器进行比较，并结合传感器参数的优化方法进行总结。
关键词：电容层析成像；传感器技术；电容传感器1引言电容层析成像技术简称ECT ，该技术是过程层析成像技术的一 种，过程层析成像技术的发展最初是于20世纪末形成的，过程层 析成像技术正式形成后便得到了快速的发展，在短短几十年的发展 过程中有了极大的改善。
当前过程层析成像技术的主要研究对象为 两相流或是多相流，其过程参数主要包含:维或：•:维分布状况的实 时检测技术。
过程层析成像技术应用过程中主要是依据Radon 原理， 在一定条件下，任何N 维物体都可以通过无限多个N -1维投影进 行重建，此外，P T 技术本质上还能够实现系统对被测对象的某种 物理特性分布进行Radon 的变化以逆变化过程。
当前对于P T 技术 的研究往往将其分为三个部分，分别为ECT 技术、电阻层成像技 术以及电磁层成像技术，这三部分技术的应用原理有着很大的不同， 在使用过程中最终所测得的信号分别是电容信号、电阻信号以及感 应磁场信号，根据其信号的不同也可以进行场内介质介电常数、电 阻率分布等进行分析。
2 E C T 技术传感器系统及测量和数据采集系统的研究分析2. 1 ECT 系统与其他PT 技术简要介绍分析如表1所示，P T 技术包含三个部分，分别为ECT 、ERT 以及 EMT ，ECT 技术作为PT 技术的一部分，其基本的应用原理主要是 利用多项介质所具备的不同介电常数，由此通过电容传感器来得到 相应的介质分布图像。
图像融合理论在电容层析成像中的应用
（ ）假设 介 电常数分 布对 传感器 的灵 敏 度分 １
布影 响可 以忽 略 （ 即不考 虑软场 效应 ） ； （ ） 电 容 变 化 是 由 介 电 常 数 的 均 匀 变 化 ２
所致 。
对 多源 图 像 进 行 融 合 要 比设 计 一 个 能 够 生 成具 有融 合 图像 性 质 的传 感 器 要 更 加 方 便 和 经
多相 流 动过 程 在 工 业 中普 遍 存 在 。２ Ｏ世 纪
８ ０年代 中后 期 一些 专 家 和 学 者 将 医学 中 的计 算
机断层 扫 描成 像 （ ｏ ｕｅｉ ｄ Ｔ ｍｏ ｒｐ ｙ 简 Ｃ ｍｐ ｔｒ ｅ ｏ ｇ ａ ｈ ， ｚ 称 Ｃ 技 术引入 工业 生 产过 程 中 ， 用非 接 触 或 Ｔ） 采
Ｚ ＨＯ Ｕ ａ － ｎｇ Ｘｉ ｏ ｎｉ
（ ＩＰ ｗｅ ｇｎ ｅｉｇＣｏ ，Ｌｔ ． ＣＰ ｏ ｒＥｎ ｉｅ ｒｎ ． ｄ ，Ｈａｙ ｎ ６ １ ０，Ｃ ｉａ ｉａ ｇ２ ５ ０ ｈｎ ）
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔ ａ ｔ Ｒｅｇ ｒ ｎｇ ｉ ａ ｅ ｒ ｏ ｔ ｕ ｔｏｎ， ａ ｎｔｏｄｕ ｔｏ ｉ ｉ ｇ ｐｒ ｓ ｎｔ ｄ ｔ ｔ ｏｎｆｇ ａ ｉ ｎｄ ａ ｄｉ ｍ ｇ ｅｃ ｎｓｒ ｃ ｉ ｎｉ ｒ ｃ ｉ ｎ ｓ ｂｅ ｎ ｅ ｅ ｅ ｏ ｈｅ ｃ ｉ ｕｒ ｔｏｎ ａ ｆ ｄａ ｅｎ ａｌ ｅ ｅ ｔ ｉａ ｃ ｐａ ｉａ ｅ ｏｍ ｏｇ ａ ｕｎ ｍ ｔ ｓｏｆ ｌ ｃ ｒｃ ｌ ａ ｃ ｔ ｎｃ ｔ ｒ ｐｈｙ， ａ ｔ ｆ ｓｏｎ ｎｄ ｈｅ ｕ ｉ ｍ ｅ ｈｏｄ ｎｄ ｕｌｓ ｔ ａ ｒ ｅ ｏｆ ｕ ｔ— ｅ ｏｌ ｉ ｍ ｌｉｒ ｓ ｕｔｏｎ
Ｌ Ｐ法 的基 本 原 理 是 将 电容 值 看 作 是 检 测 Ｂ
OCT(光学相干层析成像)原理
1993年，第一台商 用OCT系统上市。
2000年代以后， OCT技术逐渐拓展 到其他医学领域， 如皮肤科、妇科等。
OCT技术的应用领域
眼科
OCT技术广泛应用于眼科疾病 的诊断和治疗，如黄斑病变、
青光眼、白内障等。
皮肤科
OCT技术可以用于皮肤肿瘤、 皮肤炎症等疾病的诊断和治疗 。
妇科
OCT技术可以用于子宫颈癌、 卵巢癌等妇科疾病的诊断和治 疗。
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OCT的层析原理
OCT通过测量反射光和透射光的干涉信号来获取样品的层 析结构。干涉信号的强度与参考光束和样品光束的光程差 有关，通过测量不同延迟时间下的干涉信号，可以重建样 品的层析结构。
OCT的层析过程通常采用频域OCT或时域OCT技术实现。 频域OCT通过快速扫描光学频率来获取干涉信号，而时域 OCT则通过快速扫描参考光束的延迟时间来获取干涉信号 。
03 OCT系统组成
光源模块
01
02
03
光源选择
OCT系统通常使用近红外 光波长的激光作为光源， 如800-1300nm波长范围。
光源输出功率
光源模块需要提供稳定的 输出功率，以保证OCT系 统的成像质量。
光谱特性
光源应具有较窄的光谱宽 度，以提高OCT系统的分 辨率。
扫描模块
扫描方式
扫描模块负责将光源发出 的光束扫描到待测样品上， 实现层析成像。
OCT图像的定量分析
厚度测量
OCT图像可以用于测量组织的厚度，通过对不同层次反射信号的 识别和测量，可以获得组织厚度的定量数据。
折射率计算
OCT设备通过测量光在组织中的传播速度，可以计算出组织的折射 率，这对于判断组织性质和生理状态具有重要意义。
常用原油含水率测试方法
常用原油含水率测试方法1、原油含水率静态测试方法分析原油含水率静态测试方法是通过人工取样后运用物理或化学方法实现油水分离后计算原油含水率。
目前主要的静态测试方法有蒸馏法、电脱法、卡尔·费休法。
1.1、蒸馏法蒸馏法的测试原理是通过加热原油将油和水分离，分别测试原油质量以及蒸发出的水分质量，并计算出水分的质量分数。
蒸馏法的测试过程是在原油中加入与水不相溶的溶剂，在原油与溶剂混合以后并开始回流的条件下加热，此时原油、水分和溶剂在沸腾状态时会一起蒸发出来，溶剂因沸点最低第一个被气化，之后水分通过冷凝管进入水分接收器中，通过水分接收器的刻度读出水分的含量，从而计算出原油含水率。
图1为实验装置的示意图。
图1 实验装置示意图最初实验室通常采用蒸馏法测试原油含水率，但石油生产行业主要根据《原油水含量测定法一蒸馏法》(GB/T8929-1988)来测试，石油加工行业则按《石油产品水含量测定法一蒸馏法》(GB/T260-1988)测试。
GB/T8929-1988使用有较大毒性的二甲苯做溶剂，对操作人员危害大，同时也污染样品和环境;GB/T260-1988则以直馏汽油80℃以上的馏分做溶剂，尽管毒性不大，但是测试的结果误差太大。
1.2电脱法电脱法的测试原理是通过高压电场，利用电破乳技术使油水分离，来测试原油的含水率。
这种方法适合一些仪器的设计开发，例如Dst-III石油含水电脱分析仪。
电脱法的分析液量大、分析速度快，操作简单、无“二次采样”误差以及安全可靠等优点使其备受青睐。
但是电脱法同样存在着一些缺点，如在脱水过程中，油样需要加温，易使原油剧烈沸腾而外溢，与带电的内、外电极裸露的金属部分触碰，易引起电击危险。
图2为原油含水电脱分析仪结构示意图。
图2 原油含水电脱分析仪结构示意图1.3卡尔·费休法卡尔·费休法是实验室中标准的微量水分测试方法，对于有机液体，是国际国标方法《原油水含量测定卡尔费休库仑滴定法(GB/T 11146-2009 )。
电容层析成像传感器改进方法评述
一
劳纯杰
陈坤
一
、
引 言
电容层 析成像技术 Ｅ ＴＥ ｅｔｃ ｌ ｐ ｃ ａｃ ｏ ｇａｈ ） ２ Ｃ （ｌ ｒ ａＣａａｉ ｎ ｅ ｍｏ ｒｐ ｙ是 ０世纪 ８ ｃｉ ｔ Ｔ ０年代末 ９ ０年代初 由英 国曼彻斯特 大 学提出 的一种新 的计 算机层析成像技 术 ，它是通过测量物 体表面周 围电极之 间 的电容值来计 算物体 内部介
电容 传感器也可 以达到增加极板数 目的效果 ，提 高图像重建
维普资讯
电容层析成像 的图像 重建 问题实际上就是研究不 同介质
变化在 电容极板激励下 的 内电场的变化 问题 。通常采用有 限 元方法进行 电位分析和计 算。有限元法分析 问题必须将解域 分割 为有限个子域（ 单元） ，由这 些单元 的集合来 代表整个解 域 。这一步骤在 图像 重建 过程 中 占有重 要地位 ，也 占到 了图 像重建过程 的 ３ ％的工作量 。好 的剖分能有效 的减轻敏感场 ０ 的软场效应为 图像重建算 法提 供更好的敏感场矩阵 （ 使矩 阵
精度 。
多层 电容传感
设 计 避 免 了单 层 电
列多 间隙造成 的分
容 过 大 的 误 差 从 而 较 好 的检 测 效 果 。
这 种改进 方法 的缺 电容阵列 的层 数受 向极板 宽度 的限制
常不 应 超 过 ３ ） 层 ，
的敏感场矩 阵就越精 确，重建图像也越精确 。
电常数的空 间分布 。具有适用范 围广 、非侵入式 、安全性 能好、成本低等优 点，成为过程层 析成像领域 的一
个 重要研 究方 向。
一
个典型的 ８电极 Ｅ Ｔ系统原理 图如 图 ｔ 示。Ｅ Ｔ系统一般 由 ３ Ｃ 所 Ｃ 个基 本部分组成： 电容传感器 、数据采
层析成像_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解层析成像的基本原理和操作方法。
2. 掌握层析成像在物质成分分析中的应用。
3. 通过实验，提高动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理层析成像是一种利用不同物质在固定相和流动相中溶解度差异，将混合物中的组分分离、分析的技术。
根据层析技术原理，可分为以下几种类型：薄层层析（TLC）、气相层析（GC）、高效液相层析（HPLC）和凝胶渗透层析（GPC）等。
本实验采用薄层层析（TLC）技术，利用不同物质在固定相和流动相中的溶解度差异，将混合物中的组分分离。
通过观察和比较不同组分在固定相上的迁移距离，可以分析出混合物中各组分的含量。
三、实验材料与仪器1. 仪器：薄层层析板、微量注射器、展开槽、铅笔、尺子、紫外灯、显色剂等。
2. 材料：待分离的混合物、固定相（硅胶）、流动相（正己烷）、显色剂（碘蒸气）等。
四、实验步骤1. 准备薄层层析板：取一张薄层层析板，用铅笔在距离一端1cm处划一条起始线。
2. 点样：用微量注射器吸取待分离的混合物，滴加在起始线上，每次滴加量约为1μl，重复3-5次，每次间隔2-3cm。
3. 展开层析：将薄层层析板放入展开槽中，加入适量流动相，使液面距离薄层层析板表面约1cm。
静置一段时间，待流动相自然展开至适当位置（约2-3cm）。
4. 显色：取出薄层层析板，用铅笔在流动相前沿处划一条线，将薄层层析板放入紫外灯下观察，观察各组分的迁移距离。
5. 分析结果：根据各组分的迁移距离，计算各组分的相对含量。
五、实验结果与分析1. 结果：通过实验，观察到混合物中各组分的迁移距离，并计算出各组分的相对含量。
2. 分析：根据实验结果，分析各组分的性质，推测混合物的成分。
六、实验讨论1. 实验过程中，应注意控制滴加量，避免过多或过少。
2. 展开层析过程中，应确保薄层层析板与展开槽内壁垂直，以防止流动相沿壁面上升。
3. 显色时，应在紫外灯下观察，以确保观察结果准确。
双层电容层析成像传感器及应用
【 摘要】 电容层析成像在气力输送过程中具有十分重要的应用地位， 可进行固相浓度分布测量，
流 型判 断。利 用双层 电容层 析成像 传感器 不仅 可以进 行浓 度测 量还 可 以进 行相 关测速 。基 于这种 思 想， 计 了一 种双层 电容传 感器 ， 电容 测量 系统 结合 ， 设 与 用于 气 力输送 过 程 固相 浓 度 和速 度 的测
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Ｋｅ ｙＷ ｏ ｄ ： 丑 一山 ｎ ｅｔｉａ ｐ ｃｔｎ ｅＳ ｎｏ ｒ ｓ— Ｃ ｒｅａ ｏ Ｇａ／ ｏｉ ｌ ｒ ｓ Ｄｕｌ ｅＥｌ ｒｃｌ ｃ Ｃａ ａｉ ｃ ｅ ｓｒ Ｃ ｏｓ ａ Ｆ ｏｒｌｔ ｎ； ｓ Ｓ ｌ ｉ ｄＦｏ ｗ
Ｍｅｓ ｒｍｅｔ ａｕ ｅ ｎ
１ 引言
两套电容传感器 同时对系统进行数据采集， 就可 以根