电容层析成像仪器
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 )。
【仪器仪表学报】_处理速度_期刊发文热词逐年推荐_20140727
科研热词 高精确度 频率测量 阵列信号处理 道路识别 递推相关估计 迭代 过程监控 载波相位 车道检测 超声波 超声传播速度 起终点定位 解码器 自动聚焦 短时傅里叶变换 电容层析成像 清晰度评价函数 测量不确定度评定 波达方向 波达估计 气力输送 核主元分析 机器视觉 智能车辆 智能交通系统 时差 无源定位 数字共焦显微仪 故障诊断 改进 支持向量机 微电容检测 并行计算 干涉 宽带超声衰减 宽容性 定量超声诊断 子阵处理 多重核学习 多通道信号处理 多普勒频移 均匀线性阵列 卡尔曼滤波 单稳态信号 单检测通道 光学切片采集 倍频程分析 信噪比不一致 信号补偿 信号检测 低复杂度 传感器
科研热词 图像处理 高速摄像 颗粒形态学 遗传算法 轮廓提取 自适应算法 自组织特征映射 联想记忆 结构自适应 细胞集合 粗糙集 熔滴检测 煤粉 激光脉动法 浓度与粒径分布 水质评价 气液两相流 气泡体积 气力输送 模拟电路 样点自动识别 机器视觉 智能灯检机 数据融合 改进型pcnn 提升小波变换 心音 异物检测 异性纤维 小世界体系 基因芯片 在线监测 可吸入颗粒物 可变模板 双缓冲 去噪 冗余神经元 体积含气率 人工神经网络 互相关法 主成分分析 中值滤波 som神经网络 bp神经网络
53 54 55 56 57 58 59 60 61
tof reed-solomon码 otdr mvdr gpu fvisar dsp cuda berlekamp-massey算法
1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 科研热词 推荐指数 静电引信 1 静电平衡 1 质谱 1 计算机断层成像 1 视差图 1 色彩分割 1 自适应窗口 1 自动网格法 1 联合匹配代价 1 联合代数重建 1 编码匹配 1 综述 1 细节层次 1 立体匹配 1 电荷检测 1 模型误差 1 时域能量熵 1 支持向量机 1 投影数据截断 1 感应电荷 1 引信信号处理 1 应变测量 1 并行计算 1 常压离子化 1 带内带外特征 1 小波变换 1 实时绘制 1 多分辨率模型 1 图像采集 1 四叉树 1 分段常数修正 1 几何畸变 1 傅里叶变换离子回旋共振 1 fpga 1 dsp 1 bci 1
利用场量旋转变换的电容层析成像灵敏度系数简易计算方法
利用场量旋转变换的电容层析成像灵敏度系数简易计算方法唐凯豪;胡红利;李林;王小鑫【摘要】为减少电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)传感器灵敏度系数计算过程的烦琐程度,提出了利用电势函数旋转变换计算二维ECT传感器灵敏度系数的场量旋转变换方法.首先分析了ECT传感器场的特点,基于矩阵函数微分理论推导得出了ECT敏感场的旋转对称性表达式,并据此提出了适用于正问题数值解的灵敏度系数计算方法以及成像区域的均匀剖分算法.该方法运用二元函数的旋转变换,仅通过一次数值计算即可求解传感器的二维灵敏度系数,计算过程较传统场量提取法更加简便.之后,比较了运用提出的方法和传统场量提取法计算的ECT 灵敏度系数,并通过仿真与实测实验比较了基于上述两种灵敏度系数矩阵的图像重构结果.实验结果表明,提出的方法与传统方法的灵敏度系数矩阵计算结果吻合,运用提出的方法重构的图像与传统灵敏度系数矩阵重构图像吻合,提出的方法正确且有效.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2019(053)003【总页数】7页(P75-80,87)【关键词】电容层析成像;灵敏度系数计算;场量旋转变换;电容层析成像正问题【作者】唐凯豪;胡红利;李林;王小鑫【作者单位】西安交通大学电气工程学院,710049,西安;西安交通大学电气工程学院,710049,西安;西安交通大学电气工程学院,710049,西安;西安石油大学电子工程学院,710065,西安【正文语种】中文【中图分类】TN911.7电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)技术是一种过程层析成像技术,通过测量安装在管道外壁的电容传感器阵列的电容值来反演管道内的介质分布。
该技术具有传感器非侵入、结构简单、造价低廉等优点,因而被广泛应用于需要对多相流参数监测与可视化的工业过程中,如电力工业、石油工业、化工等行业。
北京奥地探测仪器有限公司DDJ 5型多功能高密度电法仪(电阻率层析成像数据采集系统)
"*#采用双向覆盖电缆!使现场布线与分布式仪 器的布线速度相当!与以往普通式连接电缆相比!施 工简化!降低了劳动强度!提高了工作效率'电缆接 头均有防水功能!可在水中作业'
"&#本系统测量通道数量多!而且易于扩大测量 通道数!使之探测有效空间增大!便于增加勘探深度 和提高探测分辨率'
Байду номын сангаас
!!主要技术指标 "##电压测量范围&]*H+ 精度优于]"D& B+ 分辨率#$H "!#电流测量范围&]*,+ 精度优于]"D&B+ 分辨率#$, "%#供电电压&最高/""H "*#工频抑制&优于$"R^ "&#输入阻抗&,!" W+ ")#自 电 补 偿 方 式 及 范 围&全 量 程 跟 踪 式 自 动
!"#$年#"月
地质装备
*/
北京奥地探测仪器有限公司 559 "型多功能高密度电法仪 电阻率层析成像数据采集系统
!!00E &型高密度电法仪"电阻率层析成像数据 采集系统#!既可以做电阻率层析成像探测!亦可做 极化率层析成像探测+可用于找矿*找水*工程及水 文地质勘探*地下建筑体"古墓*防空洞#以及地下溶 洞*地裂缝等勘探'该产品突破了传统的设计方式! 获得多项国家专利"例如发明专利&用金属电极进行 高 密 度 探 测 极 化 率 的 方 法 及 装 置+专 利 号& !""/#"""!)//+-#'
【国家自然科学基金】_测试装置_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
推荐指数 6 4 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
光子带隙 传感器 介质阻挡放电 zno纳米线 pxi总线 i-v曲线 黏弹性材料本构关系 鳗 高频 高速摄影成像 高过载 高精度光电轴角测量 高温高压水 高温超导磁悬浮车 高温超导体 高温超导 高温环境 高温 高应变率 高剪切速率 驱动 饮用水 飞轮储能系统 飞行时间探测器 风速测量涡轮流量计 风速仪 风洞 风场探测 颈总动脉 颈内动脉 靶点映射误差 非线性/电子对抗 非线性 非定常流 非完全弹性碰撞 静电除尘器 静电控制 静电产生 静电 静态伺服阀 雷达 零点校正 零度以下 集成式 难采储层 陡脉冲 阻抗测试 阶次估计 阵列电极 防热材料 铜 钢筋位置 金属离子 金属-有机配合物
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
基于Pcap01的数据采集系统
基于Pcap01的ECT数据采集系统及图像重建ECT Data Acquisition SystemBased on Pcap01 and Image Reconstruction学院：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：年月摘要电容层析成像技术（ECT）作为过程层析成像技术（PT）的一种，是基于电容敏感机理的过程成像技术，其因结构简单，成本低，非侵入，响应速度快，非辐射等优点，近几年成为了过程层析成像技术的发展主流以及研究热点。
大部分ECT技术中的电容数据采集方法以分立元件居多，但其拥有结构复杂，指标性能差等缺点。
集成电路的方法由于其机构简单性能优良，更适合应用于实验室或工业生产中。
本文主要关于基于Pcap01的ECT数据采集系统以及ECT技术中图像重建系统和成像算法两个方面的简要介绍。
在本次数据采集系统设计方案中，包括了主控电路，电容测量电路，电容选择电路和显示电路，为了解决微小电容检测这一难点，系统采用Pcap01芯片作为电容测量芯片。
主控电路中采用STM32F103VCT6主控芯片来控制测量系统。
为了避免复杂开关列阵式控制，系统中采用16 8矩阵式模拟开关CH446作为选择电路，最终将采集出来的多路电容通过液晶屏显示出来。
图像重建算法是ECT系统中较为关键的一部分，是改善土建重建质量的重要因素。
在本文中将对典型的两种ECT图像重建算法的简要分析。
关键词：Pcap01；STM32；图像重建AbstractElectrical capacitanc tomography (ECT) is a kind of PT technique based on the sensitive principle of capacitance,and it has been the most popula research direction and the main development technique of PT, due to its many distinct advantages such as no radiation , hige speed of response , simple structure , low cost , wide application range, better safety and so on.Most of the ECT system using discrete components, discrete components integrated, complex structure, and performance indicators, integrated circuits method is more suitable for the capacitive data acuisition system in the laboratory or industrial use.This article briefly describes the data acquisition system for ECT based Pcap01 and some instrutiong about ECT image reconstruction technology systems and imaging algorithms brief two aspects. The system includes a main control circuit, the capacitance measurement circuit, capacitance selection circuit and display circuit. In STM32F103VCT6 main chip, the system used to control the measurement system. Pcap01 capacitance measurement chip to measure the small capacitance. 128 analog switch matrix CH446 as a selection circuit, to avoid the complexity of the switch array control. Multi-channel capacitance will eventually be collected out of the LCD.Image reconstruction algorithm is an important factor to improve the image reconstrution quality in ECT system research.In this paper I will make some analysis about the two typical ECT image reconstruction algorithm .Keywords: Pcap01; STM32; image reconsruction目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1 ECT系统研究意义和背景 (1)1.2 ECT技术原理分析及系统组成 (2)1.3 研究内容及主要工作 (3)第2章设计思想及方案 (4)2.1数据采集技术难点和问题 (4)2.2 传统测量方法 (5)2.3 系统整体方案 (7)第3章数据采集系统的硬件设计 (9)3.1电容传感器 (9)3.1.1 测量原理 (9)3.1.2 Pcap01芯片的主要特点 (9)3.1.3 Pcap01的工作模式 (10)3.1.4 Pcap01的连接 (11)3.2主控电路 (12)3.3矩阵开关 (15)3.4显示电路 (16)3.4.1液晶介绍 (16)3.5 元件间的通讯 (17)3.5.1 Pcap01与STM32的通讯 (17)3.5.2液晶与STM32的通讯 (18)第4章数据采集系统的软件设计 (20)4.1系统总体设计 (20)4.2电容传感器模块 (21)4.2.1电容传感器的配置 (21)4.2.2 I2C配置 (23)4.3矩阵开关模块 (24)4.4显示模块 (25)4.4.1 SPI配置 (25)4.4.2 液晶控制流程 (27)第5章系统调试 (27)5.1系统硬件调试 (27)5.2系统软件调试 (30)第6章ECT技术图像重建算法 (32)6.1 线性反投影LBP算法 (32)6.2 迭代算法 (34)第7章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (40)附录1部分程序代码 (40)附录2 原理图 (45)第1章绪论1.1 ECT系统研究意义和背景在当今社会现代科技迅猛发展的浪潮中，数据采集系统占据了一支主流，它有着可采用电气量和非电气量的双重优势，以其强大的通用性得到了迅速的发展。
【仪器仪表学报】_测试系统_期刊发文热词逐年推荐_20140725
53 54 55 56 57 58 59 60 61 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
科研热词 mems 相位差 快速傅里叶变换 动态测试 labview 高阻隔离 高速dsp接口 高载 高精度 驱动机构 飞行控制子系统 飞行控制器 风传感器系统 频域插值 预紧 非牛顿流体 非接触测量 非接触测试 非平稳信号检测 雷达自动测试系统 降维处理 陀螺经纬仪 陀螺稳定平台 陀螺寻北 间歇混沌 长焦距 锥光全息 铂膜温度传感器 鉴别 重复子向量 递推最小二乘 追踪/重演 近红外光谱 近红外 辨识 转动惯量 跟踪识别 趋势面 超静定 赤泥 质量特性 质量流量计 质心 质偏心 调制域 说话人识别 误差校正 误差分析 语音 试验系统 评价 角度控制
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
视点规划 虚拟磁带库 虚拟原型机 虚拟仪器 药物控释 药品检测 茶叶成分分析 自适应 自动升降 脑电图 聚焦离子束 联合变换相关器 编队飞行测试平台 缓存 维纳滤波 统一建模语言 结构健康监测 线性调频连续波 线圈磁场计算 纳米管探针 纳米测量机 系统集成 精密互感线圈设计 粗寻北 管道输送 管流法 端点检测 神经元网络 硬件在环仿真 相位差测量 直接决策估计 疲劳监测 电能计量装置 电气安全性能测试 电容层析成像 电压量化 生物芯片 片上网络 煤粉 点乘 激光脉动法 激光振动仪 温度补偿 渐开线齿形 混沌 混合模型 消化道 浓度测量 浓密膏体 测量仪 测量不确定度 测试计量 测试系统 测试压缩
电磁层析成像
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。
14
13
12
15
16 28
27
11
17
29 5 6 30 19 20
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容层析成像仪器（ECT）
电容层析成像技术（ECT，Electrical Capacotance Tomography）是过程层析成像技术（PT，Process Tomography）的一种，是20世纪80年代后期在医学CT技术基础上形成和发展起来的。
原理是根据被测物质各相具有不同的介电常数，当各相组分分布或浓度分布发生变化时，将引起混合流体等价介电常数发生变化，从而使测量电极对间的电容值发生变化，在此基础上，利用相应的图像重建算法重建被测物场的介电分布图。
ECT因具有快速、无损、廉价，灵活，兼容标准软件等优点而被认为是一种具有广阔发展前景的过程成像技术。
电容层析成像技术在国内现处于实验室研究阶段，离工业应用还有一段距离，上海沃埃得贸易有限公司引入了国外供应商提供的仪器来满足国内各高校、研究所的不同需求。
m3c 是一款高精度电容层析成像仪。
由 ITS 基于过程层析成像技术设计和开发，面向全球每个主要大洲的客户供货，多年以来通过汲取客户反馈实现了性能和功能改进。
m3c 主功能是电容层析成像，尽管也可以进行信号的实部和虚部测量。
m3c 仪使用高品质同轴电缆和Windows操作系统软件，通过 USB 连接到 ITS 传感器。
工作频率为 1MHz，工作电压是峰间为 18V 的 AC 正弦波电压磁励。
系统灵敏度为 0.01 － 1 pF，使用单面传感器。
可以每秒 50 帧的速度获取数据（使用 12 电极传感器平面，工作频率为500 kHz）。
用户可以选择
•标准工作模式或者高介电重构模式，该模式可在高湿度环境下采集数据
•针对单平面、双平面或者三平面的传感器配置
目前，m3c 使用圆形传感器配置。
传感器的直径范围为 7 到 600mm。
应提供通过 Ex 认证的层析成像仪，这类层析成像仪允许将传感器放置在危险环境中（ATEX 认证为 Ex mb IIC T4 或者 T3 Gb）。
上海沃埃得贸易有限公司。