基于FPGA和AD5933的電容層析成像系統(tǒng).pdf

1、電學(xué)層析成像(Electrical Tomography,ET)技術(shù)為20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種基于電磁場敏感原理的層析成像技術(shù),具有無輻射、非侵入、響應(yīng)速度快、成本低以及可視化等優(yōu)點(diǎn),自問世以來便受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。
　　電容層析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)技術(shù)作為電學(xué)層析成像技術(shù)的一種,以敏感場中介電常數(shù)分布為研究對(duì)象,可廣泛應(yīng)用在工業(yè)過程檢測與控制中,具有非

2、常誘人的應(yīng)用前景。
　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展,電容層析成像技術(shù)已經(jīng)開始從實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)應(yīng)用過渡,技術(shù)理論和技術(shù)支持也日臻成熟和完善。隨著電容層析成像技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,人們對(duì)電容層析成像系統(tǒng)也提出了越來越多的要求。既要求系統(tǒng)有較快的數(shù)據(jù)采集速度、較高的數(shù)據(jù)采集精度、較好的圖像重建質(zhì)量,還要求系統(tǒng)設(shè)備小型化、集約化以及低功耗。為適應(yīng)新形勢發(fā)展要求、拓寬電容層析成像系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,本文在原有電容層析成像系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,進(jìn)行了新的探索研究,開發(fā)

3、了一套基于FPGA和AD5933的電容層析成像系統(tǒng)。
　　AD5933是一款低功耗、集成式阻抗譜測量芯片,采用16引腳SSOP封裝,內(nèi)部已經(jīng)集成直接數(shù)字頻率合成器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、低通濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等模塊,可通過I2C總線直接輸出被測介質(zhì)的阻抗信息。系統(tǒng)采用FPGA與多片AD5933協(xié)同工作,每片AD5933負(fù)責(zé)一個(gè)電極,由“T”型組合開關(guān)確定電極狀態(tài),最終由RS232串口將測量得到數(shù)據(jù)傳至上位機(jī),進(jìn)行圖像重建。
　　系統(tǒng)采