八电极电容层析成像系统关键技术研究

【摘要】：流动层析成像技术是近年来飞速发展起来的一门新技术，该项技术在解决多相流检测问题上有巨大的发展潜力和广阔的工业应用前景。电容层析成像技术以其成本低、适用范围广、结构简单、非侵入式、安全性能好等优点，成为目前流动层析成像技术发展的主流和研究热点，但离实际应用尚有很大距离，因此有待进一步研究和发展。 本文以基于电容传感技术的电容流动层析成像系统为研究对象，探讨了流动层析成像技术敏感场分析计算、传感器优化设计、两相流流型辨识、离散相分布图像重建及其浓度测量中的有关问题。本文的主要研究内容和成果如下： 1．在分析现有流动层析成像系统及我们开发的油水两相流检测系统的基础上，对多相流特点、多相流的分类以及描述多相流的重要参数进行了分析和归纳。指出了多相流参数测量对于科研及工业生产的重要意义。分析了多相流参数检测技术的发展历史和现状。对未来多相流参数测量的研究方向及发展趋势进行了分析和总结； 2．探讨了电容层析成像技术的工作原理及系统组成，并对其基本特点和发展现状进行了简介； 3．建立敏感场的数学模型，阐述了电容层析成像技术独特的优点和研究现状； 4．对传感器的设计进行优化使其性能得到改善； 5．研究了两相流流型辨识问题，提出流型辨识图像重建数学模型并研究合适的流型图像重建算法和流型判别算法；