電容層析成像油水兩相流測量系統(tǒng)開發(fā)平臺設(shè)計(jì).pdf

1、電容層析成像（ElectricalCapacitanceTomography，簡稱ECT）是監(jiān)測兩相流動的一種新技術(shù)，其采用安裝在管壁上的多電極陣列式電容傳感器對兩相流進(jìn)行測量研究，可重建兩相流的相分布圖像。與其它流動成像技術(shù)相比，該技術(shù)成本低廉、速度快、非侵入、適用范圍廣、安全性能好。本文從ECT技術(shù)的原理性研究出發(fā)，以全面認(rèn)識流體管道內(nèi)敏感場分布及得到較高質(zhì)量的流型重建圖像為目標(biāo)，著重在以下方面進(jìn)行了研究。 1.基于Matl

2、ab建立油水兩相流ECT測量系統(tǒng)二維有限元模型；基于Ansys有限元分析工具，建立電容傳感器三維模型。提出一種仿真電容測量值的新方法，并得到電極間敏感場的分布。 2.分析電容傳感器7種結(jié)構(gòu)參數(shù)如電極尺寸、管壁厚度、屏蔽層厚度、徑向屏蔽深度等對敏感場分布的影響；結(jié)合徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化（PSO）算法，以敏感場整體靈敏度大小等系統(tǒng)性能為目標(biāo)，優(yōu)化電容傳感器結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)成像質(zhì)量得到改進(jìn)。 3.設(shè)計(jì)一個ECT

3、圖像重建算法軟件包，包括線性反投影（LBP）算法、Tikhonov正則化算法、基于Landweber的迭代法等。討論算法中控制參數(shù)（如松弛因子，正則化因子等）對圖像質(zhì)量的影響，并根據(jù)相關(guān)系數(shù)和方差兩個評價成像質(zhì)量的指標(biāo)，分析三種算法圖像重建的精度和抗干擾性；研究一種基于電容測量值和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)調(diào)整正則化因子的方法，擴(kuò)展了Tikhonov正則化算法的應(yīng)用范圍。 4.建立一個完整的油水兩相流ECT測量系統(tǒng)仿真平臺，可在該平臺上實(shí)現(xiàn)