| 【中文题名】 | ERT系统电极阵列优化设计及单电极激励模式的研究 |
| 【英文题名】 | Optimization of Electrode Array in ERT System and Investigation on the Single Electrode Exciting Method |
| 【学科专业】 | 检测技术与自动化装置 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-4-17 |
| 【中关键词】 | 电阻层析成像,电极设计,数据采集模式,保护电极,单电极电流激励, |
| 【英关键词】 | electrical resistance tomography,electrode design,data acquisition mode,guard electrode,single electrode current exciting, |
| 【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】 |
电阻层析成像(ERT)技术是基于电学敏感原理的过程层析成像技术,适用于多相介质成份中以导电性介质为连续相的工业过程,可提供封闭的管道或过程容器设备内部多相组成物质参数的二维/三维可视化信息,是一种可实现两相流参数在线监测的高新检测技术。
本论文从ERT技术的原理性研究出发,针对该技术中电极结构设计进行了分析与优化,并对单电极电流激励模式做了深入的研究和优化。具体完成了以下几方面的工作:
1.在分析ERT系统电极结构的基础上,对电极传感器提出了新的设计方法,包括电极的安装方法、多层电极的排列形式等。对电极高度作了分析,提出均匀媒质条件下电极高度与敏感场发散性的关系,这有利用合理的进行电极高度设计。
2.对ERT系统的多种激励模式作了介绍和特性比较,主要从敏感场的敏感性和发散性两个指标衡量各种激励模式的性能。从这些对比分析中得出结论,有助于更合理的选择系统的激励模式。
3.提出了双层ERT系统加保护电极的设计方案,通过ANSYS仿真软件对加保护电极的作用做了验证工作,证明了保护电极对于改善敏感场的平行性、压缩敏感场空间分布范围的积极意义。
4.基于单电极电流激励模... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-8 |
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第一章 绪论 |
8-14 |
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1.1 引言 |
8 |
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1.2 过程层析成像技术 |
8-9 |
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1.3 电阻层析成像技术 |
9-12 |
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1.3.1 ERT 的系统构成及其特点 |
9-11 |
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1.3.2 ERT 技术的国内外研究现状 |
11 |
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1.3.3 ERT 技术中需要解决的问题 |
11-12 |
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1.4 本课题主要研究内容 |
12-13 |
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1.5 本论文的组织结构 |
13-14 |
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第二章 ERT 系统电极阵列设计与优化 |
14-24 |
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2.1 ANSYS 在ERT 系统中的应用 |
14-15 |
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2.2 ERT 系统电极参数分析 |
15-24 |
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2.2.1 电极的材料 |
16 |
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2.2.2 电极的形状 |
16-18 |
|
2.2.3 电极的空间排列形式 |
18-19 |
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2.2.4 电极的安装 |
19 |
|
2.2.5 电极数量 |
19-21 |
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2.2.6 电极高度 |
21-24 |
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2.2.6.1 电极高度对敏感场的影响 |
21-22 |
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2.2.6.2 仿真研究 |
22 |
|
2.2.6.3 仿真数据分析 |
22-24 |
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第三章 带保护电极的ERT 系统仿真 |
24-31 |
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3.1 带保护电极的ERT 系统敏感阵列的设计 |
24-25 |
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3.2 双层ERT 系统加保护电极的设计 |
25-29 |
|
3.2.1 电流激励方式的选择 |
26 |
|
3.2.2 电流激励大小的选择 |
26-27 |
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3.2.3 保护电极的仿真研究 |
27-29 |
|
3.3 仿真结果的分析 |
29-30 |
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3.4 小结 |
30-31 |
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第四章 ERT 系统的数据采集模式 |
31-40 |
|
4.1 ERT 系统各种激励模式的介绍 |
31-34 |
|
4.2 数据采集模式仿真比较 |
34-40 |
|
4.2.1 敏感场的均匀性 |
35-36 |
|
4.2.2 敏感场的敏感性 |
36-38 |
|
4.2.3 小结 |
38-40 |
|
第五章 单电极电流激励模式的研究 |
40-59 |
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5.1 似稳场 |
40-41 |
|
5.2 单电极电流激励模式的理论模型 |
41-42 |
|
5.3 单电极电流激励模式软场特性的研究 |
42-45 |
|
5.3.1 传统ERT 系统软场特性的影响因素 |
42-43 |
|
5.3.2 单电极电流激励模式软场特性 |
43-45 |
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5.4 单电极电流激励模式外接电阻的仿真研究 |
45-49 |
|
5.4.1 敏感场的均匀性 |
45-46 |
|
5.4.2 敏感场的敏感性 |
46-49 |
|
5.5 单电极电流激励模式外接电阻不同的仿真 |
49-50 |
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5.6 单电极电流激励模式硬件电路系统设计 |
50-51 |
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5.7 单电极电流激励模式的特点和有益效果 |
51-52 |
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5.8 单电极电流激励模式的实验验证 |
52-59 |
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第六章 总结和建议 |
59-61 |
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参考文献 |
61-65 |
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发表论文和参加科研情况说明 |
65-66 |
|
致谢 |
66 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382613 |
