同面阵列电极敏感场优化方法

同面阵列电极敏感场的非线性特性导致图像重建过程存在严重的不适定性,为提高同面3×4阵列电容成像系统的成像质量与稳定性,提出了一种数据降维并结合平方增敏的方法对敏感场进行优化。该方法依据最大熵原理实现敏感场的自适应降维寻优,重构得到的特征敏感场与实际敏感场具有更高的特征匹配度。另外,平方化的增敏方式可以增强敏感场特征数据与和非特征数据的对比度,同时还可以减弱敏感场矢量求解造成的特征边缘波动性。最后通过同面3×4阵列电容成像系统,设计了多组实验对所提优化方法的有效性进行验证,结果表明敏感场优化后的重建图像质量与稳定性明显提高。

基于EMT的敏感场特性仿真研究

电磁层析成像(Electromagnetic Tomography,EMT)技术相较于传统的无损检测技术具有非侵入、非接触、无危害的特点,有着广阔的应用前景。对EMT技术中的正问题的研究旨在通过建立模型研究系统的参数变化对测量值的影响,对敏感场特性的研究直接关系到后续进行图像重建所提取的物场特征信息变化敏感程度,进而会直接影响成像质量。在之前的研究中对EMT的成像范围尚未有比较精确的规范,针对敏感场中激励频率与物场特性的变化,利用有限元仿真软件(COMSOL Multiphysics)对EMT系统的激励系统进行仿真分析,不同于传统的对互感值进行研究的方法,选择了更加直观的电压值,最终得出在不同激励频率与不同物场特性下的拟合曲线,获得了系统敏感场参数变化与测量值的关系,通过该研究确定了EMT系统的有效检测范围,提高了EMT系统检测的准确性,更有利于后续进行高质量的图像重建。

电容层析成像系统径向电极对传感器性能及敏感场分布的影响

电容层析成像系统传感器的敏感场分布受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难。该文以8电极油水两相流电容层析成像为研究对象,采用有限元仿真的方法,分析了径向电极及其嵌入尺寸对电容层析成像系统电容值及敏感场分布的影响。通过仿真分析,确定了径向电极的嵌入尺寸,从而能够在缩小测量电容值的动态变化范围,减轻数据采集电路设计难度的同时,提高电容响应的灵敏度,改善传感器敏感场的分布,提高电容层析成像系统的性能。

电阻层析成像(ERT)敏感场的仿真计算

采用有限元法对电阻层析成像 (ERT)敏感场进行了分析 ,并与两种简单媒质分布情况时正问题的理论解作了对比 ,仿真计算结果与理论解吻合较好 ,节点电压均方根误差为 3 1 9%和 0 3 9% .结果表明 ,有限元法能更好地模拟ERT电极尺寸和敏感场 ,解决了用解数学物理方程法难以求解复杂媒质分布的ERT敏感场的问题 ,为研究ERT敏感场特性和成像算法等提供可靠的分析工具·

油井多相流电磁成像测量敏感场仿真

为了考察油井多相流电磁成像测量的敏感场分布,本文根据阵列电极结构和测量电磁场特性,应用有限元求解流体截面的电磁场问题,对于不同介质分布模型,计算电势分布,进而模拟测量敏感场.仿真结果表明,测量敏感场呈马鞍面状分布,在靠近发射电极和测量电极的区域敏感性较强,在弧形区域的中间敏感性较小.

敏感场在电容层析成像中的分析与处理

本文通过对两相流体电容层析成像中的敏感场的分析与研究，指出了旧算法中对不同的流体分布采用同一加权因子是造成管道中心处成像精度低的原因，提出了针对不同流型采用不同加权因子的迭代算法．计算机模拟的结果表明，经过改进以后的算法对各种相浓度分布的成像结果都有明显的改善。

非闭合电极电容层析成像传感器的敏感场计算及仿真成像研究

本义提出了一种新型的非闭合电极电容传感器,以满足利用电容层析成像技术来测试冻土中水分迁移、物质组成及其动态变化特性的要求,对该电容传感器的敏感场进行了计算,并对其进行了成像仿真研究。结果表明,该种电容传感器可以实现测试区域内不同形状物体的测量及图像重建,其中Landweber成像算法对该传感器成像质量最好,从而为利用电容层析成像技术来进行冻土测试提供了实验基础。

电磁层析成像系统敏感场激励特性仿真研究

电磁层析成像(electromagnetic tomography,EMT)技术在过程检测中具有潜在的价值。电磁传感器阵列是电磁层析成像系统的前端,由于激励信号直接作用于电磁传感器阵列,因此激励模式、激励信号的频率和幅值特性直接影响检测线圈获取物场信息的质量,进而影响后续物场信息特征提取的精度。为了提高传感器阵列对物场信息分布变化的敏感程度,提高系统的敏感性和精确度,保证实验数据的高精度与高稳定性,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对电磁层析成像系统的激励模式和激励频率特性进行仿真分析,并获得激励模式及激励频率与传感器输出之间的关系,为电磁传感器阵列的优化使用奠定基础。

12 电极电容层析成像的敏感场仿真研究

本文介绍了以１２电极电容传感器为基础的层析成像方法，着重研究了用ＦＥＭ进行敏感场和电极对电容的计算机仿真，给出了电极对电容的数字解表示式，讨论了负敏感场的处理方法。

多相流动电磁波成像测井测量敏感场计算

在多相流动电磁波成像测井研究中 ,测量敏感场是设计测量仪器和研究图像重建算法的前提工作 .本文用数值方法计算多相流动电磁波成像测井测量敏感场 .根据测量探头电极阵列的对称性 ,将三维敏感场问题划分为轴向和横向两个平面问题 ,然后应用有限元算法求解两个平面电势分布问题 ,对于不同介质模型 ,计算各种测量条件下测量区域内电势分布 ,进而根据电势分布计算测量敏感场 .结果表明测量敏感区域为发射电极到测量电极的弧形区域 ,在发射电极到测量电极的电势梯度线上 ,测量敏感函数近似于一个指数函数 .

电阻层析成像系统敏感场特性分析及图像重建

电阻层析成像系统敏感场受多相流介质分布的影响,敏感场分布数据作为图像重建所需的先验数据必须通过理论计算的方法得到。为了提高重建图像质量,对敏感场分布进行分析是非常必要的。在分析电阻层析成像的基本原理的基础上,采用有限元的方法建立了敏感场的数学模型,通过对敏感场场域的分析,研究了影响敏感场分布的因素及规律,完成了敏感场分布计算及可视化仿真。依据敏感场的计算结果,提出了一种基于多项式加速的ERT图像重建算法,给出了算法的数学模型,并利用谱分析对该算法的收敛性进行了证明。仿真实验结果表明,敏感场有限元模型是正确的,图像重建算法兼备成像质量高及收敛速度快等优点,为ERT图像重建算法的研究提供了一个新方法。

一种土壤盐分传感器的敏感场分析及其校正研究

从基本理论出发,计算了一种新型探针式四电极外部电势的理论分布,通过对敏感场分析得出了该四电极的敏感响应范围为径向直径约1.5倍电流电极间距的椭球体。通过研究土壤表观电导率(ECa)、土壤盐分(EC1:5)和土壤质量含水率(θ)之间的关系,利用非线性回归的方法获得了精度较高的ECa-EC1:5校正模型,为土壤盐渍化调查和监测提供了便捷有效且费用低廉的方法。

同面多电极传感器敏感场计算方法研究

同面多电极技术是一种新型飞机复合材料异常检测技术,而快速有效地获得传感器敏感场是实现该技术的关键问题之一,常规的定义式解法存在计算量大、计算繁琐的问题;文中通过建立同面8电极传感器的二维模型,依据电磁场理论和ECT系统相关概念推导了传感器场域内微元灵敏度和场强分布的关系,利用ANSYS有限元仿真软件计算了检测区域内场强分布,并通过与定义式对比重建图像误差和算法耗时两项指标来分析新方法;仿真结果表明:利用场强分布计算得到敏感场用于图像重建,可在几乎不降低图像重建效果的前提下,大幅提高敏感场的求解速度。

水平井两相流动电磁全息测量敏感场（英文）

电磁全息测量数据包含两种模态,因此重建流动图像也需采用"双模"融合的敏感场。首先,通过电磁全息探测物理场分析,结合层析成像数学理论Radon反变换,从定解问题推导了全息测量敏感场函数表达式。其次,将有限元仿真计算得到的全息测量敏感场应用于模拟流动试验和全息成像。结果表明,基于复电位φ关于极径r的偏导数的全息测量敏感场契合了Radon反变换的数学表达,且充分体现了幅度、相位测量敏感性;反演所得流动图像更加吻合实际流型。全息测量敏感场构建有效克服了传统单模敏感场在计算精度和计算效率等方面的局限性。

电阻层析成像系统敏感场特性分析及仿真

电阻层析成像系统敏感场受多相流介质分布的影响,敏感场分布数据作为图像重建所需的先验数据必须通过理论计算的方法得到,为降低敏感场的软场误差,提高重建图像质量,对敏感场分布进行深入的分析是极为必要的。论文在分析电阻层析成像的基本原理的基础上,采用有限元的方法建立了敏感场的数学模型,通过对离散介质场域的研究,分析了影响敏感场分布的因素及规律,完成了敏感场分布计算及可视化仿真。实验证明建立的有限元模型是正确的,而且敏感场分布符合实际,运算速度在10s左右,为相关的图像重建算法提供了依据。

一种新的基于敏感场变换的电容层析成象算法

本文提出了一种新的基于敏感场变换的电容层析成象（ECT）算法。给出了敏感场变换的公式和新的确定阈值的公式。计算机模拟的结果表明，经过改进以后的算法对各种相浓度分布的成象结果都有明显的改善，证明该算法较以前有较大进步。

四电极电导传感器敏感场的理论分析

针对水为连续相条件下的油水两相流含水率测量问题,首先分析了环形四电极电导传感器敏感场正问题的数学模型。之后在此模型基础上,利用分离变量法推导了均匀媒质时传感器内部电势、轴向电流和径向电流的分布,并得到了简单非均匀媒质时场域内各点电压的数学理论解。最后,建立了油水两相环状流型下电导传感器含水率测量模型。结果表明,该模型与Begovich & Watson经典公式吻合,为进一步深入研究电导传感器的响应特性奠定了基础。

电容层析成像系统敏感场分析及仿真

介绍了以8电极电容传感器为基础的层析成像方法,研究了用有限元方法(FEM)对敏感场进行仿真计算,并对影响电容层析成像敏感场分布的多种因素进行了讨论.

基于敏感场变换的电容层析成像图像重建算法研究

快速而又具有一定精度的图像重建算法是电容层析成像(ECT)技术的关键。本文采用有限元方法,通过对敏感场机理的分析,提出一种基于敏感场变换的ECT图像重建新算法,通过对敏感场进行变换来提高电容传感器在管道中心区域的灵敏程度,从而提高管道中心区域的图像重建精度。该算法应用敏感场信息的部分数据和全部数据分别进行一次图像重建,将2次重建得到的图像进行组合得到最终重建图像。仿真和实验表明该算法能够快速而又较高精度的重建出两相流断层图像,尤其是在管道中心区域,图像重建精度有了较大提高。

电容层析成像系统中电容敏感场的建模与仿真

对电容传感器进行了数学描述,建立了电容敏感场分布的数学模型及其有限元模型,编制出电容敏感场分布有限元仿真软件,得到了电容敏感场分布结果并应用于电容层析成像系统样机之中.采用电荷法计算极板上电荷和极板间电容,具有运算简单速度快的优点,能显著提高电容层析成像系统的实时性.实验证明:本文建立的电容敏感场分布符合实际,在实际应用中获得了良好效果.