基于TMR的磁导率EMT的传感器阵列设计

摘要

为实现对流化床中磁性催化剂颗粒分布的实时监测,对EMT技术应用于磁导率分布测量的可行性展开研究.常规EMT系统一般用于重建电导率分布,且采用线圈进行检测,存在检测灵敏度低、测量数据少的问题,为此采用灵敏度高、体积小的线性TMR传感器替代测量线圈,设计了新的TMR-线圈传感器阵列,对阵列中TMR传感器的敏感轴方向进行了优化,在此基础上选择多维公司TMR2905作为测量器件.结合仿真软件COMSOL Multiphysics和MATLAB,利用模拟扰动法建立了TMR-线圈传感器阵列的灵敏度矩阵.使用Landweber迭代算法求解逆问题,为保证重建图像质量并防止过迭代,设置相邻两次重建结果的剩余测量矢量的差值作为迭代停止条件,通过多次测试选定系统在低固含率和高固含率条件下的迭代阈值分别为0.001和0.050.在仿真和实验平台中针对4种不同的磁导率分布情况进行图形重建,结果表明仿真和实验的重建图像均可以正确反映磁导率在敏感场中的分布信息,验证了TMR-线圈传感器阵列用于测量流化床中磁性催化剂颗粒分布的可行性.为了进一步提高重建图像的质量,通过仿真研究了TMR传感器数量对EMT系统重建图像质量的影响:当TMR传感器从8个增加到16个后,重建图像与实际分布图像的相关系数在4种不同磁导率分布情况下较原来平均提高23.8%.