ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)化與模塊化設(shè)計.pdf

1、電阻層析成像技術(shù)是過程層析成像技術(shù)的一個分支，是電阻抗層析成像技術(shù)的一種簡化形式，具有非侵入、無輻射、在線測量等優(yōu)點。在地質(zhì)勘探、工業(yè)過程與環(huán)境監(jiān)測等方面有許多成功應(yīng)用。實際工業(yè)環(huán)境中，兩相/多相流體具有較高的流動速度，而目前的電阻層析成像系統(tǒng)，很難滿足工業(yè)上的速度要求，為解決這一問題，還有許多實際問題需要完成。目前天津大學(xué)層析成像課題組的TERT-4型系統(tǒng)實時性比較差，數(shù)據(jù)采集速度大約為50幅/秒，不能滿足過程測量需要。而且由于采用分

2、離式電子線路設(shè)計結(jié)構(gòu)，電路極其不穩(wěn)定，需要進行反復(fù)調(diào)試，給實驗帶來了很大困難。本論文為解決TERT-4型系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速度慢，穩(wěn)定性、可靠性差的問題，進行了ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模塊化設(shè)計。本課題中完成的工作如下： 1.設(shè)計了基于高速數(shù)字I/O卡和高速A/D轉(zhuǎn)換卡的ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分別采用高速數(shù)字I/O卡和A/D轉(zhuǎn)換卡作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制模塊和數(shù)據(jù)采集通道，完成了硬件平臺的設(shè)計，該系統(tǒng)包括信號發(fā)生、電極傳感器陣列、數(shù)據(jù)處理、數(shù)

3、據(jù)采集、信號背板等部分，采用自定義總線，模塊化設(shè)計。對系統(tǒng)中濾波環(huán)節(jié)進行了仿真。 2.編寫了驅(qū)動程序，程序包括產(chǎn)生所需波形，控制電極選通，設(shè)置差動放大倍數(shù)，A/D轉(zhuǎn)換等。對各模塊和系統(tǒng)整體進行了調(diào)試，對各個模塊的性能進行了測試和驗證。包括產(chǎn)生信號的穩(wěn)定性，帶通濾波、壓控電流源的可靠性，電極選通策略的可行性和正確性等。 3.在系統(tǒng)調(diào)試成功的基礎(chǔ)上，單截面16電極的垂直管道內(nèi)注入鹽水，進行了模擬場靜態(tài)實驗，包括單一介質(zhì)場和不