| 【中文题名】 | 12电极电容层析成像系统传感器场域分析与计算 |
| 【英文题名】 | Analysis and Calculation of the Transducer Field in 12-Electrode Electrical Capacitance Tomography System |
| 【学科专业】 | 计算机软件与理论 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-12 |
| 【中关键词】 | 电容层析成像,有限元法,灵敏度分布,软场,正交试验设计法, |
| 【英关键词】 | electrical capacitance tomography（ECT）,finite element method （FEM）,sensitivity distribution,soft field,orthogonal test design method, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 |
过程层析成像(PT)技术是近年来飞速发展起来的一门新技术,该技术在解决多相流检测问题上具有巨大的发展潜力和广阔的工业应用前景。电容层析成像(ECT)技术是基于电容敏感机理的过程成像技术,以其非辐射、非侵入、响应速度快、结构简单、成本低、适用范围广、安全性能好等优点,成为目前过程层析成像技术发展的主流和研究热点,但离实际应用尚有很大距离,因此有待进一步研究和发展。本文以12电极电容层析成像系统为研究对象,基于传感器的工作原理建立数学模型,结合有限元方法研究了用于油水两相流检测的电容层析成像系统传感器场域的数值仿真及其参数优化问题。本文的主要研究内容和成果如下:
1.结合研究问题的背景,指出多相流检测技术对于科研及工业生产的重要意义,分析多相流特点及参数,对多相流检测技术的研究现状及发展趋势进行了分析和总结;
2.阐述过程层析成像系统的基本原理和发展现状,分析比较基于不同敏感原理的过程层析成像技术,指出过程层析成像的特点及面临的问题;
3.分析了电容层析成像系统的组成,研究其工作原理,建立传感器敏感场的数学模型,阐述了电容层析成像技术研究现状;
4.建立系统的有限元模型,... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-17 |
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1.1 研究问题的背景 |
10-11 |
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1.2 多相流检测技术研究的重要意义 |
11-12 |
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1.3 多相流特点及主要参数 |
12-14 |
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1.4 多相流检测技术研究现状与发展趋势 |
14-15 |
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1.5 课题来源及主要研究内容 |
15-16 |
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1.6 本章小结 |
16-17 |
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第2章 过程层析成像技术概述 |
17-28 |
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2.1 层析成像技术简述 |
17-19 |
|
2.2 过程层析成像技术国内外发展和研究现状 |
19-21 |
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2.3 过程层析成像的基本原理 |
21-23 |
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2.3.1 过程层析成像的数学理论基础 |
21-22 |
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2.3.2 过程层析成像系统的组成和工作原理 |
22-23 |
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2.4 基于不同敏感原理的过程层析成像系统 |
23-25 |
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2.5 过程层析成像的特点及面临的问题 |
25-27 |
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2.6 本章小结 |
27-28 |
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第3章 电容层析成像系统组成及工作原理 |
28-39 |
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3.1 电容层析成像系统组成 |
28-31 |
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3.1.1 传感器系统 |
29-31 |
|
3.1.2 数据采集系统 |
31 |
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3.1.3 成像系统 |
31 |
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3.2 电容层析成像系统的工作机理 |
31-37 |
|
3.2.1 电容层析成像的数学模型 |
32-33 |
|
3.2.2 灵敏度分布函数及图像重建原理 |
33-37 |
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3.3 电容层析成像技术的研究现状 |
37-38 |
|
3.4 本章小结 |
38-39 |
|
第4章 ECT 系统有限元仿真 |
39-58 |
|
4.1 引言 |
39 |
|
4.2 电容传感器数学模型 |
39-42 |
|
4.2.1 预备知识 |
39-40 |
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4.2.2 传感器的数学模型 |
40-42 |
|
4.3 ECT 正问题的求解方法及选取 |
42-43 |
|
4.4 正问题的有限元法 |
43-57 |
|
4.4.1 有限元法概述 |
43-44 |
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4.4.2 ECT 正问题的等价变分问题 |
44-45 |
|
4.4.3 有限元网格剖分 |
45-47 |
|
4.4.4 有限元方程的获得 |
47-51 |
|
4.4.5 系统方程的求解 |
51-53 |
|
4.4.6 电容值计算 |
53-54 |
|
4.4.7 灵敏度分布计算 |
54-57 |
|
4.4.8 有限元仿真软件包 |
57 |
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4.5 本章小结 |
57-58 |
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第5章 ECT 传感器场域特性分析及参数优化 |
58-71 |
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5.1 ECT 传感器软场特性分析 |
58-62 |
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5.1.1 电介质极化理论与软场形成机理 |
58-60 |
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5.1.2 介质分布对ECT 传感器电容值的影响 |
60-61 |
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5.1.3 ECT 传感器敏感场分析 |
61-62 |
|
5.2 结构参数对传感器性能的影响 |
62-65 |
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5.3 ECT 传感器参数优化设计意义及方法 |
65-66 |
|
5.4 传感器性能优化评价函数确定 |
66-68 |
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5.5 基于多因素优选方法－正交试验设计的参数优化 |
68-70 |
|
5.6 本章小结 |
70-71 |
|
结论 |
71-73 |
|
参考文献 |
73-77 |
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攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
77-78 |
|
致谢 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381187 |
