基于虛擬儀器的電阻成像技術(shù)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域雖有多種成熟的成像方式，如X光、CT技術(shù)等，但每種方式都有其基本的缺點(diǎn)。而在工業(yè)領(lǐng)域上兩相流或者多相流的研究和發(fā)展較為緩慢，究其原因就是該領(lǐng)域缺乏有效的檢測技術(shù)。所以在醫(yī)學(xué)和工業(yè)上都迫切需要一種安全而又可靠地技術(shù)來滿足上述需求。
　　 在上世紀(jì)七十年代末，先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家興起了一門新的斷層成像技術(shù)：電阻抗成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)技術(shù)。該技術(shù)的一系列優(yōu)點(diǎn)，如可視化、無輻

2、射、低成本和實(shí)時(shí)成像等，已引起了工業(yè)和醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)研究人員的注意。由于其潛在的價(jià)值，它已經(jīng)成為眾多檢測技術(shù)中一個(gè)重要的研究方向。隨后的八十年代，由美國國家儀器有限公司提出“虛擬儀器”的概念對(duì)儀器儀表領(lǐng)域產(chǎn)生了較大的影響，尤其改變了許多傳統(tǒng)的測量和控制方法。而且隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，虛擬儀器技術(shù)將給測試、計(jì)量和控制等其他領(lǐng)域提供一個(gè)非常好的設(shè)計(jì)平臺(tái)。本文初步探討了把“虛擬儀器”技術(shù)引入到電阻抗成像領(lǐng)域，從而使得電阻抗成像技術(shù)能夠得到更深入

3、和更廣闊的發(fā)展。
　　 本文作者研究了電阻抗成像系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，提出了以虛擬儀器為核心的電阻抗成像的硬件系統(tǒng)，并根據(jù)系統(tǒng)總分總和模塊化的思想設(shè)計(jì)出了整個(gè)硬件系統(tǒng)及其子模塊。主要工作如下：
　　 (1)分析了EIT硬件系統(tǒng)的性能，闡述了目前EIT的驅(qū)動(dòng)和測量的方式，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套EIT系統(tǒng)，同時(shí)給出了硬件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)電路。
　　 (2)首次從軟件和硬件的角度把虛擬儀器引入到了電阻抗成像領(lǐng)域，并根據(jù)

4、二者的特點(diǎn)，制作了以虛擬儀器為核心的EIT硬件電路。
　　 (3)在QuartusⅡ環(huán)境下，用Verilog HDL語言開發(fā)了可在CPLD上運(yùn)行的程序。
　　 (4)詳細(xì)介紹了信號(hào)解調(diào)的方法，并對(duì)比了各種方案，最終選擇了數(shù)字正交解調(diào)，并用LabVIEW軟件編寫了程序從而實(shí)現(xiàn)該模塊。
　　 (5)首先測試了硬件系統(tǒng)的各個(gè)子模塊，然后整合各模塊構(gòu)建EIT的硬件平臺(tái)。并在該硬件系統(tǒng)上進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，而后分析和總結(jié)了實(shí)