寬頻EMT的電路和信號處理研究.pdf

1、電磁層析成像，簡稱EMT，是20世紀90年代發(fā)展起來的一種基于電磁感應(yīng)原理的過程成像技術(shù)。它具有非侵入，非接觸及無危害的優(yōu)點，并且能夠同時獲得物場空間的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的分布信息，因此在工業(yè)過程控制和生物醫(yī)學領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 EMT技術(shù)的工作原理為：激勵線圈內(nèi)通入交變電流產(chǎn)生激勵磁場，被測空間中導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性物質(zhì)的存在將改變激勵磁場的分布，從而得到一個與被測物質(zhì)空間電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率分布相關(guān)的物場。檢測線圈以感應(yīng)方式得

2、到該物場在邊界上的分布信息，通過定性或定量的圖像重建算法計算出物質(zhì)在被測空間中的分布狀況，即重建出被測空間中導(dǎo)電和導(dǎo)磁物質(zhì)的分布圖像。對高導(dǎo)電率的物體而言，較低的激勵頻率就能產(chǎn)生很強的渦流，滿足EMT測量成像的需要；而針對低導(dǎo)電率物體測量，同樣激勵條件下的被測信號極度微弱，需要EMT系統(tǒng)能夠使用高頻率的激勵信號。為了拓寬電磁層析成像技術(shù)的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)對低電導(dǎo)率物體的測量成像，針對寬頻EMT的研究具有很大的實際意義。
　　 針對

3、以上問題，本文的主要工作體現(xiàn)在以下三個方面：
　　 第一、通過控制FPGA的內(nèi)部指令，改變EMT系統(tǒng)的激勵頻率，并設(shè)計電路研究頻率在10kHZ-2500kHZ之間改變對系統(tǒng)的信號采集單元(包含激勵信號輸出通路與信號采集通路)的影響。獲取激勵頻率由低頻到高頻的改變后信號相位、幅值以及信噪比的變化。
　　 第二、利用TINA電路仿真軟件，針對低頻適用的信號處理單元，作出改進使其高頻信號的輸入輸出特性滿足系統(tǒng)測量的精度要求。由