电容层析成像技术的成像原理

基于网格计算的电容层析成像图像重建技术的研究

２ＨｂｎＰｗｒｏａｏａＴｃｎ１，Ｃｌｇ．Ｈｂｎ１０３．ａｉｏｅｃｔｎｌｅｈｏｙｏｅｅａｉ５００，Ｃｉ）ｒＶｉ％ｌｒｈｎａ
ＡｂｔａｔＡｒｓｎ，ｉｒｃｓｉｇａｄｓｌｉｇｏｌｃｒａａａｉｎｅｔｍｏｒｐｙ，ｔｅｅａｅｓｍｅｄｆｉｎｓｒｃ：ｔｐｅｅｔｎｐｏｅｓｎｎｏｖｎｆｅｔｃｌｐｃｔｃｏｇａｈｅｉｃａｈｒｒｏｅｃｅ・ｉ
来的．电容层析成像ＥＴ（ｌｃｃｌＣｐｃａｃＣＥｅｔａａａｉｎｅｉｒｔ
１引言
两相流流动过程广泛存在于工业领域，随着工业生产过程中对提高产品质量，减低成本和安全等
问题的重视，过程参数的测量提出了更高的要求．对
中图分类号：Ｐ９Ｔ３１文献标识码：Ａ文章编号：０７６３２０）１０６ — ４１０－２８（０６０ — ０６０

ＴｅＳｕｙｏｍａｅＲｅｏｓｒｃｉｎｏｅｔｉａｐｃｔｎｅｈｔｄｆＩｇｃｎｔｔｆＥｌｃｒｌｕｏｃＣａａｉｃａＴｍｏｐｙＢｓｄｏｒｍｐｔｇｏｇａｈａｅｎＧＣｏｒｉｄｕｉｎ
得至关重要．业过程层析成像（ｒｃｓＴｍ．工Ｐｏｅｓｏｏｇａｈ写：Ｔ）ｒｙ缩ｐＰ技术就是在这样的背景下发展起
收稿日期：０５—０２２０６— ９

人体电容法

人体电容法
人体电容法是一种利用电容传感器检测人体接触的方法，广泛应用于人机界面和医疗设备等领域。

当人体接触到带有电容传感器的设备表面时，人体会形成一个电容，通过测量这个电容的变化，可以判断人体与设备表面的接触质量。

人体电容法的工作原理如下：
1. 电容传感器：电容传感器是一种能将电容变化转换为可处理的电信号的装置。

它通常由两个平行的金属电极组成，之间有一定的间距。

当人体接触到电极时，人体会形成一个电容。

2. 电容变化：当人体接触到电容传感器时，人体会取代电极之间的空气，使得电容值发生变化。

电容值的变化与人体接触的质量有关，接触越好，电容值越大。

3. 信号处理：电容传感器将电容变化转换为电信号，然后通过信号处理电路将电信号转换为数字信号。

数字信号可以被微控制器或其他处理器处理，以判断人体与设备表面的接触质量。

4. 接触质量判断：根据电信号的大小，可以判断人体与设备表面的接触质量。

例如，在医疗设备中，如果电信号达到一定值，说明探针与皮肤的接触良好，可以进行测量。

人体电容法在各种应用中具有广泛的应用价值，如笔记本电脑触控板、MP3播放器、触摸屏显示器等。

此外，在医疗设备领域，人体电容法有助于确保医用探针、生物电位电极传感器等与人体皮肤的准确接触，从而提高测量结果的准确性。

气液两相流流型实验报告

⽓液两相流流型实验报告⽓液两相流流型实验报告实验名称：⽓液两相流流型实验⽬的：1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使⽤；2. 掌握常见两相流流型的划分⽅法及相关规律，观察⽔平管中不同流型的特点；3. 根据各⼯况点实验数据绘制两相流流型图，并与典型流型图做⽐较。

实验任务：实验测量数据：,,,.(1) 测取不同情况下⽓相，液相流量；记录P P t tw⽓减室(2) 判别流型要求：(1) 实验数据汇总表；(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据⽤Weisman图判别流型实验原理1、⽔平管道中⽓液两相流流型的划分及各流型特征在⽔平管道中的⽓液两相流，由于重⼒影响使流型结构呈现不对称性，因⽽⽔平管中的流型特征变得较为复杂。

Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，⼀般把⽔平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。

（1）泡状流在泡状流中，⽓相是以分离的⽓泡散布在连续的液相内，⽓泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含⽓率低时出现。

（2）塞状流在塞状流中，⼩⽓泡结合⼤⽓泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，⼤⽓泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在⼤⽓泡之间还存在⼀些⼩⽓泡。

（3）层状流在层状流中，两个相的波动被⼀层较光滑的分界⾯隔开，由于重⼒和密度不同，⽓相在上部液相在下部分开流动。

层状流只有在⽓相和液相的速度都很低时才出现。

（4）波状流当⽓流速度增⼤时，在⽓、液分界⾯上掀起了扰动的波浪，分界⾯由于受到沿流动⽅向的波浪作⽤⽽变得波动不⽌。

（5）弹状流当⽓体流速更⾼时，分界⾯处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以⾼速沿管道向前推进的弹状块。

（6）环状流当⽓体流速进⼀步增⾼时，就形成⽓核和环绕管周的⼀层液膜，液膜不⼀定连续均匀的环绕整个管周，管⼦的下部液膜较厚，在⽓芯中也夹带有液滴。

表1⽔平绝热管中的流型变化A表⽰环状流（annular）；B表⽰⽓泡（bubble）；BTS表⽰中空⽓弹（blow through slug）；D表⽰液滴（droplet）；F表⽰液膜（film）；IW表⽰平缓波（inertial wave）；LRW表⽰⼤翻卷波（large roll wave）；PB表⽰⽓栓加⽓泡（plug＆bubble）；PF 表⽰⽓栓加泡沫（plug＆froth）；R表⽰涟漪波（ripple）；RW表⽰翻卷波（roll wave）；S表⽰⽓弹（slug）；ST表⽰层状流（stratified）。

电容成像对未知对象的图像重建

电容成像对未知对象的图像重建
傅文利;赵进创;何华光
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(023)021
【摘要】本文探讨了电容层析成像技术用于两相流检测中对未知介电常数对象的图像重建的方法.提出采用一次仿真校验法对管内分别充满高、低介电常数介质进行仿真校验,并结合迭代算法实现对未知介电常数对象的图像重建.仿真和实验结果表明,该法能较好的重建未知介电常数对象的图像.
【总页数】2页(P290-291)
【作者】傅文利;赵进创;何华光
【作者单位】530004,广西省,广西大学计算机与电子信息学院;530004,广西省,广西大学计算机与电子信息学院;530004,广西省,广西大学计算机与电子信息学院【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.未知介电常数对象的ECT图像重建方法 [J], 马敏;王化祥;王超;张炜宇
2.基于数据驱动的卷积神经网络电容层析成像图像重建 [J], 孙先亮; 李健; 韩哲哲; 许传龙
3.基于改进ALEXNET卷积神经网络的电容层析成像三维图像重建 [J], 李岩;王璐;李佳琪
4.基于K-SVD字典学习的电容层析成像三维图像重建算法 [J], 王韵然;陈德运;王
莉莉
5.一种电容层析成像图像重建优化算法 [J], 张立峰;张明
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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
ＹａｕｎｇｎｇＷｑｑａ
ＵＭＩＴ，Ｏｏ８ＭａｃｅｔｒＭ６ＱＤ，ＳＰＢｘ８．ｎｈｓｅ０１ＵＫ
Ａｒｃ：｜ｔｃｌａａｉｎｅｔｍｇａｈ（Ｃ）ｈｓａｐｒｎｅｒｅｉｇｓｓｌｏ０ｕｅｎｔａｅ￣ｔｔＥｅｔａｃｃａｃｏｒｐｙＥＴａｒｉｏｔｃｌｎａ／ｏｄｆｗｍｅｒｍｅｔＩｃｒｈａｃｉｐｔｏｌｍａｏｉｌ￣ｔｕｅｌｌｅｈｌａｔｎａｄｉｎｉｈｏａ－ｎｉｍｕｐａｅｆｗｓｃ５ｇｓｏｄｆｗＤａ —ｐｎｓｄｔｃｃａｅｓｉｆｃｉｎｅｔｙｔｅｆｗｐ￣ｒｌｈｏｕｈａａ —ｓｌｏ．ｕｌｈｅｏａｕｔｔｏｄｒｏｄｆｌｅｎ￣ｓｌｉｌ
ＫｅｙＷｏｄ：丑一山ｎｅｔｉａｐｃｔｎｅＳｎｏｒｓ— ＣｒｅａｏＧａ／ｏｉｌｒｓＤｕｌｅＥｌｒｃｌｃＣａａｉｃｅｓｒＣｏｓａＦｏｒｌｔｎ；ｓＳｌｉｄＦｏｗ
Ｍｅｓｒｍｅｔａｕｅｎ
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

一种电容层析成像系统多电极激励方法

ｅｅｔｃｆｅｄｃｎｂｏ，ａｄｔｅｉｄｅｅｄｎａｕｅｅｔｄｔｓａｓｎｒａｅｌｃｒｌａｅｇｔｎｈｎｐｎｅｔｍｅｓｒｍｎａａｉｌｏｉｃｅｓｄ，ｗｈｉｈｉｒｖｓｔｅｉ－ｉｉｃｍｐｏｅｈｌｌ
ｏｈｔｔｌｃｒｃｆｅｄｉｈｅｍｅｓｒｍｅｔｒｇｏｆｃｐｃｔｎｃｅｓｒｎｔｅｂｓｓｏｅｐｙａａｙｆｔｅｓａｉｅｅｔｌｎｔａｕｅｎｅｉｎｏａａｉａｅｓｎｏ，ｏｈａｉｆｄｅｌｎｌ— ｃｉｉｚｎｈａａｉａｃａｕｎｒｎｉｌｎｅｅｔｃｌｃｐｃｔｎｅｔｍｏｒｐｙｓｓｅ，ａｔｐｅｅｅｔｏｅｉｇｔｅｃｐｃｔｎｅｍｅｓｒｇｐｃｐｅｉｌｃｒａａａｉｃｏｇａｈｙｔｍｉｉｉａｒｌ — ｌｃｒｄ — ｉｅｃｔｔｎａｄｄｕｌ — ｌｃｒｄｅｅａｎｔｏｓｐｏｏｅｘｉｉｎｏｂｅｅｅｔｏ — ｘｍｉｅｍｅｈｄｉｒｐｓｄ．Ｂｙｕｉｇｔｅｎｗｔｄ，ａｍｏｅｕｉｒａｏｓｎｈｅｍｅｈｏｒｎｆｍｏ
ｐｓｄｏｈｒｂｅ，ｅｈｎｅｈｎｉｒｔｆｃｐｃｔｎｃｅｓｔｖｔ．Ｔｈｌｃｒｍａｎｅｉｒｐｅｔｓｏｅｆｔｅｐｏｌｍｓｎａｃｓｔｅｕｆｍｉｏａａｉａｅｓｎｉｉｉｙｏｙｅｅｅｔｏｇｔｃｐｏｒｉｅ

基于自适应权重粒子群的电容层析成像边界灰度补偿算法

共轭梯度算法相比，进行边界灰度补偿后的图像兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点，ＥＴ图为Ｃ
像重建算法的研究提供了一个新思路．关键词：电容层析成像；图像重建；自适应粒子群中图分类号：Ｎ１．３Ｔ９１７文献标志码：Ａ文章编号：０７２８（０００－０４Ｏ１０ — ６３２１）３０４～６
第１５卷
第３期
哈尔滨理工大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＮＵＮＩＥＲ ⅡＹＦＳＩＮＣＤＥＣＩＶＳＯＣＥＥＡＮＴＨＮＯＬＧＹＯ
Ｖ０．１Ｎｏ３１５．
２１００年６月
Ｊｎ００ｕ．２１
ａｄｃｍｐｎａｅｏｈｒｙｂｒｅｒｕｄｔｅｉｇ．Ｅｐｒｎａｅｕｔａｄｓｍｕａｉｎｄｔｎｉａｅｔａｈｎｏｅｓｔｓｆｒｔｅｇａｏｄｒａｏｎｈｍａｅｘｅｉｍｅｔｌｒｓｌｎｉｌｔａａｉｄｃｔｈｔｔｅｓｏ
ｃｍｐｎａｅｍａｅｏｒｙｂｒｅａｒｖｄｉｈｑａｉｍａｅｎａｏａｌｔｉｉａｉｎｃｍｐｒｄｗｉｈＬＢｏｅｓｔｄｉｇｆｇａｏｄｒｃｎｐｏｉｅｈｇｕｌｔｉｇｓａｄｆｖｒｂｅｓａｌｔｏａｅｔＰ，ｙｂｚｏ
ＡｓａｔＥｅｔｃｌａａｉｎｅｔｍｇａｈＥＴｍｇｅｏｓｕｔｎｉａｔｉｌｒｂｅａｄｉｏｔｎｂｔｃ：ｌｃｉｐｃａｃｏｒｐｙ（Ｃ）ｉａｅｒｎｔｃｏｐｃｏｌｒｒａｃｔｏｃｒｉｓｙａｐｍ，ｎｓｌｉｔｓｕｏ

电容层析成像系统的电容测量电路

电容层析成像系统的电容测量电路
赵霞;于晓洋;陈德运;郑贵滨;秦勇
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2002(039)001
【摘要】目前流动层析成像技术是公认的最具前景的多相流参数检测途径,其发展主流之一是电容层析成像技术,其中小电容检测是该技术的关键和难题之一.针对电容层析成像系统,通过讨论比较,从三种小电容测量电路中选择出一种用于电容层析成像(ECT)系统,实验结果表明该电路能够满足使用要求.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】赵霞;于晓洋;陈德运;郑贵滨;秦勇
【作者单位】哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔滨,150080;哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔滨,150080;哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔滨,150080;哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔
滨,150080;哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.4
【相关文献】
1.用于电容层析成像系统的电容测量电路 [J], 孙楠;黄民;祁志生
2.油水两相流电容层析成像系统电容测量电路的设计 [J], 陈德运;于晓洋;赵霞;孙立镌
3.电容层析成像系统微小电容测量电路的设计 [J], 韩林;郑贵滨;秦勇;赵霞
4.电容层析成像用新型电容/电压转换电路的研制 [J], 赵进创;王师;杨钢;陆增喜
5.杂散电容对电容层析成像用电容/电压转换电路灵敏度的影响探讨 [J], 赵进创;王师;夏靖波;吴恩庚
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改进的Tikhonov正则化图像重建算法

改进的Tikhonov正则化图像重建算法温丽梅;周苗苗;李明;马敏【摘要】Tikhonov正则化法可以解决电容层析成像中图像重建的病态问题,同时能够平衡解的稳定性与精确性,但其有效性和成像质量受到测量数据粗差的影响.改进的Tikhonov正则化法将2范数和M-估计结合,用一个缓慢增长的Cauchy函数代替最小二乘法的平方和函数,提高了估计稳健性和适应性.利用COMSOL和MATLAB软件对方法的有效性进行验证,重建结果表明,改进的Tikhonov正则化法能够有效减少粗差影响,提高重建图像精确度及分辨率.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】5页(P679-683)【关键词】计量学;图像重建;Tikhonov正则化法;电容层析成像;尾气检测;多相流【作者】温丽梅;周苗苗;李明;马敏【作者单位】中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300;中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300;中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300;中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TB9371 引言气-固两相流广泛存在于机械制造、电力、化工、制药等工业生产领域[1,2],其流动特性复杂,材料浓度的分布状态多变。

航空发动机尾喷管的尾气是一种特殊的多相流体,主要由未完全燃烧液滴、大量排放气体以及发动机内部零部件发生磨损、碰擦、侵蚀等产生的金属屑等组成。

若航空发动机处于不同的工作状态,其内部尾气所含介质成分也有所不同[3]。

飞机发生事故前,发动机尾气中多相流体的介质成分及分布状况会有较大变化,据此可以作为此类灾害的早期预警[4]。

层析成像技术[5,6]可以实现三维流场的多参数非侵入式连续在线测量,电容层析成像(electrical capacitance tomography, ECT)在飞机发动机尾气检测方面具有潜在的应用价值。

电磁层析成像

单元编号
节点编号
三角剖分
先确定节点，根据节点位置，将组成一个三角单元的三个节点相连。在连接的过程中分为正三角和倒三角，在编码时对其分别编码，即每圈正三角序号相接，倒三角序号相接，而不是正三角和倒三角序号交错相接。
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4
3 2 1
26
10 9 25 24 23
18
7 31
8 32
21
22
三角剖分
在实际应用中，应考虑实际情况，管道壁部分剖分应该密集，管道内部应该稀疏，所以在剖分时，管道壁应该加密。
四边形剖分
• 平面四边形非结构化网格生成方法主要有两类:间接法和直接法。 • 间接法是指在平面区域内先生成三角形网格，然后通过某种算法，将三角形网格转化为四边形网格; • 直接法是指在平面区域内直接生成四边形网格。
四边形剖分
• 间接法又分为拆分方法和合并方法。 • 拆分方法内部节点不容易生成； • 合并方法应用仍有局限性。
拆分法
合并法
合并法---三角形单元转换为四边形单元
直接法
直接法
直接法
直接法
场域剖分分析
利用单元，节点显示图像可以判断剖分是否正确，除此之外还有流型，也可以对其加以判断。以下是三角剖分和四边形剖分的层流图像。
100 80 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100Biblioteka 三角剖分、四边形剖分的比较
三角形网格算法简单，单元往往具有较好的形状和较强的边界适应性；四边形单元比三角形单元精度高。所以说四边形剖分和三角剖分各有优缺点。