基于均匀设计及非线性偏最小二乘法的非闭合电极ECT传感器参数优化设计

摘要

提出了一种非闭合电极电容层析成像(ECT)传感器结构参数的优化方法.采用均匀设计结合非线性偏最小二乘(NPLS)回归,提取传感器结构参数(电极极板的宽度 L、绝缘外壳的壁厚δ1.、屏蔽罩与绝缘外壳间距δ2及绝缘外壳材料的相对介电常数ε)与待优化指标(敏感场的均匀度及灵敏度指标p1、最大与最小电容的比值 K)间的函数关系,建立相应的优化目标泛函,通过对优化目标泛函的求解,最终获得传感器结构参数的最优值.并以 10 电极非闭合电极 ECT 传感器为研究对象,进行了结构参数的优化设计,根据优化结果设计制作了非闭合电极 ECT 传感器,对其成像进行了仿真与实测.结果表明,参数优化后的传感器图像重建质量优于未优化的传感器.