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《天津大学》 2005年
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电容层析成像系统的研究与应用

何世钧  
【摘要】:电容层析成像(ECT)技术是基于电容敏感机理的过程层析成像(PT)技术。ECT系统具有非侵入、响应速度快、成本低等优点,可提供封闭管道及容器内部二维/三维可视化信息,在工业过程参数可视化检测应用中是一种非常有发展潜力的技术。 本文的研究内容主要包括传感器的结构参数优化设计,图像重建算法研究以及硬件系统设计。主要研究内容和结果如下: 1、编写了基于Matlab的ECT系统仿真软件包。软件包可自动建立8电极、12电极和16电极的二维/三维传感器模型;可计算灵敏度系数分布,绘制二维/三维灵敏度系数分布图。逆问题部分实现了反投影算法、动态滤波反投影算法、RBF神经网络算法以及SVM算法。 2、传感器的结构参数优化设计。对传感器敏感场的灵敏度分布进行了研究,分析了电极数目、结构参数对敏感场的影响,并以此对传感器的结构参数进行了优化设计;以四面体作剖分单元构成三棱柱六面体成像单元,实现了用线性插值函数的三维有限元剖分,建立了ECT传感器的三维有限元模型;给出了传感器三维敏感场的灵敏度分布,分析了其轴向响应特性,得出了介质分布沿轴向变化时的三维仿真计算结果。 3、动态滤波反投影算法的提出。基于敏感场分布的不均匀性,对滤波反投影算法进行了修正,提出了动态滤波反投影算法。 4、基于RBF网络的图像重建。对RBF网络在图像重建中的应用进行了探讨。 5、基于支持向量机的图像重建研究。提出了基于C-支持向量分类机的图像重建算法;提出了一种基于支持向量机的四层神经网络算法用于三相流图像重建;实现了基于支持向量机的三维图像重建,进行了仿真实验。 6、硬件系统设计。构建了一套ECT系统样机,设计方案中应用了嵌入式技术和CAN总线等技术,获得了大量的实验数据,为进一步的研究奠定了基础。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP274.4

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 曹海燕;王化祥;;电容层析成像系统传感器仿真研究[J];计算机工程与应用;2012年15期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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3 刘传美;电容层析成像图像重建算法研究及敏感场仿真分析[D];北方工业大学;2010年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 何世钧,王化祥,周勋,韩宇辉,李照宇,任娟美;基于三维有限元的电容层析成像正问题仿真[J];河南科学;2005年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 刘暾东;郑国祥;骆勤强;;基于现场总线的造气炉智能控制研究[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
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8 ;Fault Pattern Recognition of Rolling Bearings Based on Wavelet Packet and Support Vector Machine[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 蒋少华;桂卫华;阳春华;唐朝晖;蒋朝辉;;基于主元分析与支持向量机的方法及其在密闭鼓风炉过程监控诊断中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 蔡志理;姜桂艳;;多SVM分类器融合技术在高速公路AID中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 王杰;基于人工智能的乒乓球比赛技战术诊断与评估研究[D];上海体育学院;2010年
3 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
8 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
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10 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
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1 范红朴;IT行业员工离职预警问题研究[D];华中农业大学;2010年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
4 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
5 刘经纬;基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究[D];河南理工大学;2010年
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7 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
8 罗婷婷;飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
9 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
10 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 孙楠;黄民;祁志生;;用于电容层析成像系统的电容测量电路[J];北京机械工业学院学报;2006年02期
2 陈德运,杨从晶,郑贵滨,于晓洋,孙立镌;电容层析成像系统传感器场域新的剖分方法及图像重建[J];传感技术学报;2003年04期
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4 颜华,邵富群,王师,吴恩庚;电容层析成像传感器软场性能分析[J];东北大学学报;1999年05期
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7 赵霞,于晓洋,陈德运,郑贵滨,秦勇;电容层析成像系统的电容测量电路[J];电测与仪表;2002年01期
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9 李兰英;高明;陈德运;;一种电容层析成像系统多电极激励方法[J];电机与控制学报;2011年09期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 石惠娴;循环流化床流动特性PIV测试和数值模拟[D];浙江大学;2003年
2 王雷;电容层析成像系统的研制及其在两相流参数检测中的应用研究[D];浙江大学;2003年
3 谢代梁;电容层析成像技术在两相流参数检测中的应用研究[D];浙江大学;2005年
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1 张健;电容层析成像系统的研究[D];沈阳工业大学;2005年
2 李谋遵;12电极电容层析成像系统传感器场域分析与计算[D];哈尔滨理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 尚艳强;基于DSP的电容层析成像检测系统的设计[D];河北工业大学;2011年
2 夏冬;基于模型组思想的ET重建图像质量评价及算法分析[D];天津大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张殿龙,王福文;巴特沃斯低通滤波器在电动机测试中的应用[J];电测与仪表;2001年04期
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4 张春华;刘纪元;;合成孔径声纳技术的研究进展及未来[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
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8 邹莹;周诠;袁琪;李映;赵荣椿;;基于正则化的超分辨率图像重建方法及其实现[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
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10 郑晓势;;利用CT原理重建数字图像[A];山东省计算机学会2005年信息技术与信息化研讨会论文集(一)[C];2005年
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1 王淑荣;电容层析成像中最优化算法的研究与应用[D];华北电力大学(北京);2010年
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4 景越峰;基于CCG的闪光照相图像重建研究[D];中国工程物理研究院;2005年
5 朱翚;利用MATLAB进行图像重建的算法研究[D];苏州大学;2003年
6 朱建;红外图像超分辨率重建的仿真研究[D];南京理工大学;2005年
7 李化欣;单目标优化图像重建算法的研究[D];中北大学;2006年
8 张辉;基于DSP的电容层析成像系统及其数据处理[D];沈阳工业大学;2005年
9 周健;电阻抗断层成像与应用[D];西安电子科技大学;2007年
10 孔慧华;加速图像重建的迭代算法研究[D];中北大学;2006年
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