電磁層析成像技術(shù)敏感場的仿真研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、電磁層析成像(Electromagnetic Tomography，EMT)技術(shù)是基于電磁感應(yīng)原理的一種過程層析成像(Process Tomography，PT)技術(shù)，它采用外加的交流激勵磁場從不同觀測角度掃掠含有導(dǎo)磁或?qū)щ娢镔|(zhì)分布的空間，物場中的導(dǎo)磁物質(zhì)會形成感應(yīng)磁場，而導(dǎo)電物質(zhì)會產(chǎn)生電渦流，從而對原有的激勵場產(chǎn)生調(diào)制作用。因此，通過檢測被測空間邊界的磁場信息就能夠重建空間中導(dǎo)電、導(dǎo)磁物質(zhì)的時空分布圖像。 EMT傳感器具有非侵

2、入、非接觸、無危害的檢測優(yōu)點，并且對導(dǎo)電和導(dǎo)磁物質(zhì)都具有敏感性，因此它在許多領(lǐng)域如礦業(yè)過程，化工過程，異物監(jiān)測，工業(yè)過程多相流檢測，生物醫(yī)學(xué)研究，地質(zhì)勘探等領(lǐng)域中都有應(yīng)用的潛力。目前EMT技術(shù)的發(fā)展尚未成熟，仍處于應(yīng)用研究階段，將EMT技術(shù)盡快應(yīng)用到實際生產(chǎn)領(lǐng)域中去是許多科研工作者努力的目標。 本論文從EMT技術(shù)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，分析了EMT正問題與逆問題的模型，針對線圈激勵模式進行了正問題的仿真分析，并通過圖像重建實驗驗證正問題

3、的分析結(jié)果。 本課題完成的主要內(nèi)容如下： 1.從EMT的基本原理與雷登變換出發(fā)，分析了EMT正問題與逆問題的理論模型，研究了導(dǎo)電導(dǎo)磁物質(zhì)與電磁激勵場的相互作用，從電磁場基本原理出發(fā)推導(dǎo)了EMT的正問題與逆問題的數(shù)學(xué)描述。 2.基于EMT正問題的模型進行了線圈激勵敏感場的有限元分析，得到了該激勵方式的空場磁感應(yīng)強度分布，分析了不同磁導(dǎo)率，電導(dǎo)率及不同位置分布的物體對激勵敏感場的影響，并對不同的物場分布情況進行了仿真