电阻层析成像技术软场特性及图像重建算法研究

摘要

两相流系统应用范围的广泛性促进了两相流领域研究工作的迅速发展,也使得两相流参数检测技术的研究具有重要意义.应用过程层析成像技术进行两相流参数检测的研究是一个引人注目的发展方向.它提供了一种有效的场参数检测手段,可用于获取过程参数的二维或三维分布信息.电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,简称ERT)技术是一种基于电阻传感机理的过程层析成像技术,具有成本低、非侵入和响应速度快等优点,是一种可实现两相流参数在线检测的高新技术.但是目前ERT技术的研究还很初步,离工业实用化尚有一定距离,因此有待于进一步研究和发展.该文以ERT系统为研究对象,针对ERT技术中的难点和关键性问题,进行了深入分析和仿真研究.

目录

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第一章绪论

1.1两相流参数检测

1.1.1两相流的定义和分类

1.1.2两相流主要参数

1.1.3两相流参数检测的意义

1.2两相流参数检测技术发展现状与发展趋势

1.2.1两相流检测技术的发展现状

1.2.2两相流检测技术的发展趋势

1.3本文主要研究工作

1.4小结

第二章文献综述

2.1过程层析成像(PT)技术的发展历程

2.2 PT技术与CT技术的区别

2.3 PT技术基本原理

2.4各种PT技术之比较

2.5电阻层析成像技术

2.5.1 ERT的系统构成及技术特点

2.5.2 ERT正问题和逆问题

2.5.3 ERT技术应用研究现状和前景展望

2.5.4 ERT技术研究中存在的主要问题和研究趋势

2.6 小结

第三章ERT有限元仿真和软场特性研究

3.1有限元法

3.2 ERT有限元仿真软件包

3.2.1 ERT传感器有限元模型的建立

3.2.2任务划分及编程平台的选取

3.2.3方程组系数的存储及方程组的解法

3.2.4有限元模型的验证

3.3 ERT软场特性研究

3.3.1场域内灵敏场分布的获取

3.3.2 18电极ERT系统的软场特性研究

3.3.3电极数目不同的ERT系统的“软场”特性研究

3.4小结

第四章ERT图像重建算法的研究

4.1图像重建算法研究的意义

4.2灵敏度理论(Sensitivity Theory)

4.3常用图像重建算法

4.3.1反投影图像重建算法

4.3.2灵敏度系数算法

4.3.3 Newton-Raphson算法

4.4组合型图像重建算法的研究

4.4.1图像重建模型的建立

4.4.2图像重建算法

4.4.3图像重建结果及比较

4.5小结

第五章结论

参考文献

附录一：

附录二：

致谢