电容层析成像技术用于输送带安全检测的可行性研究

摘要

在现代工业领域，分相介质分布的可视化、流型辨识等对于资源合理开发、安全生产以及工业过程控制有着重要意义。电容层析成像(ECT)技术是实现两相介质在线辨识的一种较为理想的手段，但其用于输送带安全检测的研究目前尚无成熟技术。本文通过对方形ECT系统的研究，最终提出了其用于输送带安全检测的可行性和实现方法。 (1)提出了研究和解决输送带安全检测问题的新思路。即首先建立一个方形电容传感器系统模型，用有限元法对其进行分析，计算出各电极对的电容值并对其进行归一化处理。采用加权LBP算法和BP三层神经网络算法对图像进行重建，证实了对方形电容传感器分析的正确性。鉴于“软场效应”引起的图像边缘的失真，本文采用改进的加权LBP算法进行图像重建，并证明了其相对于旧LBP算法具有较高的图形分辨率。 (2)在对方形ECT系统分析和图像重建算法研究的基础上，提出了由其推演为长宽比较大的长方形ECT系统的研究方法。针对输送带内部钢丝绳的分布特点，将传统的对像素单元的划分改为对像素块的划分，采用改进的LBP算法对断面进行图像重建。 (3)在确定条件下，对称地将极板贴于皮带两侧，采用基于模型的阈值化二进制序列编码法进行断面成像。将系统进一步改为单面贴极板的电容传感器系统，同时对二进制序列码进行修正。通过计算机仿真实现大量断面成像的基础上最终实现输送带水平成像。为实现输送带内部钢丝绳分布在线实时监测奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章电容层析成像技术

第3章有限元在ECT中的数值模拟

第4章ECT在方形断面中的图像重建

第5章ECT用于输送带安全检测的可行性研究

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务和主要成果

致谢

作者简介