電磁層析成像技術(shù)敏感場(chǎng)的仿真研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).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(guò)程層析成像(Process Tomography，PT)技術(shù)，它采用外加的交流激勵(lì)磁場(chǎng)從不同觀測(cè)角度掃掠含有導(dǎo)磁或?qū)щ娢镔|(zhì)分布的空間，物場(chǎng)中的導(dǎo)磁物質(zhì)會(huì)形成感應(yīng)磁場(chǎng)，而導(dǎo)電物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生電渦流，從而對(duì)原有的激勵(lì)場(chǎng)產(chǎn)生調(diào)制作用。因此，通過(guò)檢測(cè)被測(cè)空間邊界的磁場(chǎng)信息就能夠重建空間中導(dǎo)電、導(dǎo)磁物質(zhì)的時(shí)空分布圖像。 EMT傳感器具有非侵

2、入、非接觸、無(wú)危害的檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)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(guò)程，化工過(guò)程，異物監(jiān)測(cè)，工業(yè)過(guò)程多相流檢測(cè)，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(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域中去是許多科研工作者努力的目標(biāo)。 本論文從EMT技術(shù)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，分析了EMT正問(wèn)題與逆問(wèn)題的模型，針對(duì)線圈激勵(lì)模式進(jìn)行了正問(wèn)題的仿真分析，并通過(guò)圖像重建實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證正問(wèn)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(wèn)題與逆問(wèn)題的理論模型，研究了導(dǎo)電導(dǎo)磁物質(zhì)與電磁激勵(lì)場(chǎng)的相互作用，從電磁場(chǎng)基本原理出發(fā)推導(dǎo)了EMT的正問(wèn)題與逆問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述。 2.基于EMT正問(wèn)題的模型進(jìn)行了線圈激勵(lì)敏感場(chǎng)的有限元分析，得到了該激勵(lì)方式的空?qǐng)龃鸥袘?yīng)強(qiáng)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(duì)激勵(lì)敏感場(chǎng)的影響，并對(duì)不同的物場(chǎng)分布情況進(jìn)行了仿真