基于ANSYS的ECT-ERT電磁場仿真及陣列電極優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、電容層析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT)和電阻層析成像(Electrical Resistance Tomography，ERT)是基于電磁場理論的新型測量技術(shù)，具有無輻射、非侵入、響應(yīng)速度快、成本低以及可視化測量等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)測量及醫(yī)學(xué)監(jiān)測中具有誘人的發(fā)展前景。ERT適于測量以導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的介質(zhì)，而ECT適于測量以非導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的介質(zhì)。為了拓寬ECT及ERT技術(shù)的應(yīng)用范圍，

2、獲取更為豐富測量信息，提高測量精度，將ERT和ECT有機(jī)地進(jìn)行融合，提出了ERT/ECT雙模態(tài)成像技術(shù)。 本課題對ERT/ECT雙模態(tài)空間敏感陣列電極的數(shù)學(xué)模型、電場特性及敏感陣列電極結(jié)構(gòu)優(yōu)化等有關(guān)方面內(nèi)容進(jìn)行了深入研究，主要工作和結(jié)果如下： 1.采用復(fù)電導(dǎo)率概念，提出了統(tǒng)一的ERT/ECT敏感場數(shù)學(xué)模型，并給出ERT/ECT正問題的有限元求解方法； 2.分析ECT/ERT敏感場的‘軟場’特性，借助大型有限元軟件

3、ANSYS，利用參數(shù)化設(shè)計語言APDL編寫ANSYS程序，對ECT/ERT敏感陣列電極進(jìn)行三維電場仿真，分析敏感陣列電極結(jié)構(gòu)參數(shù)對敏感場分布的影響。 3.介紹ERT/ECT單模態(tài)傳感器設(shè)計，探討敏感陣列電極優(yōu)化目標(biāo)和原則，改進(jìn)電極結(jié)構(gòu)參數(shù)。 4.設(shè)計ECT/ERT雙模態(tài)復(fù)合陣列傳感器，并指出雙模態(tài)傳感器的優(yōu)化應(yīng)以ECT電極為主。分析雙模態(tài)電極敏感場的相互影響，提出敏感陣列電極設(shè)計優(yōu)化指標(biāo)，通過仿真計算給出電極參數(shù)優(yōu)化結(jié)果