基于数字滤波的电容层析成像数据采集系统设计与实现

针对电容层析成像ECT(electrical capacitance tomography)数据采集系统中的高频噪声干扰问题,在对ECT系统数据采集与控制原理分析的基础上,基于数字滤波原理和FPGA技术,设计了一个基于数字滤波与FPGA技术相结合的改进分布式算法FIR低通数字滤波器。该滤波器的采样频率为1.5 MHz、通带截止频率为20 MHz,选则窗函数设计方法,利用Matlab中的FDATool工具箱对滤波器系数进行提取与量化,最后利用Quarters对实例进行仿真验证,实验结果表明,FIR数字滤波器能够实现数据采集系统中高频信号的滤波功能,与传统DA算法的滤波器相比,具有占用资源消耗小及采集速度快等特点。

电阻层析成像数据采集系统的模块化设计

针对ERT数据采集系统采集速度慢,稳定性、可靠性差的问题,设计了基于高速数字I/O卡和A/D转换卡的电阻层析成像数据采集系统。整个系统根据功能采取模块化设计。讨论了该系统的基本组成和各模块的功能,并与原有的电阻层析成像数据采集系统进行了比较。改进后的系统比原系统的数据采集速度有了很大提高。由于采取模块化结构,大大提高了系统的稳定性和可靠性,为后续成像和数据处理提供了更为准确的数据。

电阻层析成像并行数据采集系统的性能分析

电阻层析成像是一种新型的截面信息检测技术,在工业过程的测量与监控中有广泛的应用前景。针对电阻层析成像技术在快速变化过程中的实时性问题,设计了电阻层析成像系统的并行数据采集方案,并对系统的动态性能与实时性进行分析,对耗时环节进行了优化设计,提高了系统数据采集速度的实时性。

高速电容层析成像系统的硬件关键技术研究

如何提高电容层析成像系统数据采集率,使其能够满足高速流动过程成像的需求,一直都是学者们的研究热点。本文就ECT系统的微小电容测量电路、数据采集控制模块以及通信模块,分别讨论影响其实时性能的关键技术及目前的研究成果。论述了两种适用ECT系统的高速电容测量电路,重点分析了提高交流法微小电容测量电路的实时性能的方法,给出其高速工作模式及参数选择方法;同时总结了高速数据采集控制模块及通讯模块的关键设计技术,即控制器、测量控制方案及通讯方式的设计和选择。

电学层析成像技术

电学层析成像技术是一种两相/多相流检测技术。该技术具有无辐射、非侵入、响应速度快以及可视化等优点。对目前国内外快速发展的电学层析成像技术进行了介绍。电学层析成像系统采用特殊设计的敏感空间阵列电极,以非接触或非侵入方式获取被测敏感场信息。利用图像重建算法再现多相流体在管道内或反应装置内部某一截面的分布状态,从而获得多相流中离散相浓度分布及其随时间的变化规律。电学成像技术可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材、食品等领域,如:石油工业中油/气/水混输过程;冶金、电力工业中各种气力物料输送过程;化工、医药、能源等领域中的干燥、混合、流态化、扩散、反应等过程。该技术极大提高了人们对生产过程信息的获取和分析能力,为过程参数在线监测和控制提供了一种全新的手段。

基于双极性脉冲电流技术的电阻层析成像硬件系统的研制

提出了一种利用双极性脉冲电流源作为激励源的电阻层析成像硬件系统设计的新原理 。

北京奥地探测仪器有限公司DDJ-5型多功能高密度电法仪(电阻率层析成像数据采集系统)

DDJ 5型高密度电法仪（电阻率层析成像数据采集系统），既可以做电阻率层析成像探测，亦可做极化率层析成像探测；可用于找矿、找水、工程及水文地质勘探、地下建筑体（古墓、防空洞）以及地下溶洞、地裂缝等勘探。该产品突破了传统的设计方式，获得多项国家专利（例如发明专利：用金属电极进行高密度探测极化率的方法及装置；专利号：200710002677.9）。

画幅式层析成像光谱系统设计和实验研究

文章介绍一种无需时间或空间扫描的新型成像光谱仪—利用位相光栅作为分束器件的计算层析成像光谱仪 (CTIS)。重点介绍了各个系统的设计原则和位相光栅的设计 ,并给出了光栅的设计结果。详细介绍系统矩阵的实验定标方法和过程。叙述了自然光照明条件下真实物体组成的靶标的光谱成像实验 ,对目标实验采样的数据进行重构处理 ,给出了实验结果。

透射层析成像中完全投影数据的获取

在证明典型跨孔方式所获投影数据提不完全的基础上，首次提出了四种在采用离散图像重建技术进行地震透射波走时反演层析成像时的完全投影数据的采集系统，并比较了四种采集系统所获数据在迭代反演时的收敛速度，最后给出了模型试验结果。

高速ECT的数据采集系统设计

针对目前电容层析成像(ECT)数据采集系统中控制模块和通讯模块制约数据采集速度的瓶颈问题,本文设计并研制了一套基于DSP处理器和USB2.0技术的高速ECT数据采集系统。该系统以DSP处理器(ADSP-2188N)为核心,辅以CPLD进行控制;同时采用USB2.0技术设计了ECT的通讯模块,实现了ECT数据采集系统与上位机的高速通讯。实验测试表明,该系统在保持较高采样精度的同时,数据采集的速度大为提高,每秒达到2264幅以上,突破了ECT系统数据采集速度的瓶颈,满足了工业应用的实时性要求。

两相流检测ECT高速数据采集系统的研制

针对电容层析成像系统难以解决的提高数据采集速度与降低噪声之间的矛盾以及抗杂散电容干扰等问题 ,基于电荷放大原理 ,研制了一种高速电容数据采集电路 .与充放电及交流法原理电路相比 ,在一个测量周期内 ,只需一次充放电即可完成对电容的测量 ,不产生脉动噪声 ,故无需滤波器 ,易于数据采集速度的提高 .同时采用了并行测量方式、高速芯片和高速通讯等优化措施 .经测定对 12电极电容传感器的数据采集速度可达 6 0 0幅 /s.对杂散电容具有较强的抑制能力 ,系统灵敏度为 4 .8V/p F,可分辨的最小电容变化量为 0 .5 f F,满足工业实用化要求 .

基于ECT系统的信号完整性分析

为了进一步提高电学层析成像(ECT)采集系统的测量精度,分析研究了ECT信号的完整性对测量结果的影响。针对测量电容信号微弱、值在p F级别的特点,设计出一种考虑信号完整性的ECT采集系统,其传感器占空比为81%。利用上述系统来分析信号完整性对测量结果的影响。实验结果表明:当正弦激励信号的峰峰值为18.7 V时,采集到的最大信号经过电流/电压(C/V)转换后的电压峰峰值为921 m V,与理论计算结果基本吻合;运用灵敏度矩阵系数算法,在PC上得出了清晰的ECT图像。表明该测量系统满足精度要求。

JW-5型地下电磁波探测系统设计

JW-5地下电磁波探测系统是一种新型设备,它由数据采集系统和数据处理系统组成。数据采集系统包括井中发射机、接收机和地面收录控制器等;数据处理系统包括数据预处理、正反演和图形图像等模块。发射机发射宽频带程控扫频的脉冲信号,接收机同步接收此扫频脉冲信号。数据经地面收录控制器记录并送至数据处理系统处理、成图。这里介绍了该系统的组成和主要设计思想,重点说明了井中发射机、接收机、地面收录控制器和软件系统的设计方案和性能。JW-5地下电磁波探测系统可以跨孔方式探测钻孔间的剖面,也可以单孔方式探测孔周围。系统轻便,能适应小口径钻孔。针对不同应用目的,设计开发了适用于钻孔、坑道等型号的设备,并给出了应用实例。

基于FPGA的宽量程动态ERT系统设计与实现

介绍了电阻层析成像系统(ERT)的结构组成和工作原理,设计了基于FPGA的电阻层析成像数控系统的数据采集与控制系统,采用FPGA实现了包括恒流源极性转换、电极传感器切换、数据采集、数据通信等控制功能,着重叙述了硬件的实现方法,并结合软件进行在线调试。实验结果表明,该ERT测量系统能够对不同物质的电导率进行在线高精度测量,测量范围最高可达10 kΩ。

一种分布式EIT系统主控板的嵌入式程序设计

本文设计实现了一种分布式生物电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)数据采集系统主控板的嵌入式控制软件。主要功能包括:产生激励信号、产生前端测量同步、与前端测量模块通信、与上位机通信。该软件能判断当前测量状态,实现多通道同步测量,具有很高的可靠性和灵活性。每个前端板通过主控板的广播信息获得系统当前工作的电极数目和单次测量点数等信息,进而修改测量配置参数,以与不同电极数目的EIT系统相匹配,便于进行不同应用领域的实验研究。

声透法自动测桩系统在工程检测中的应用

声波透射法可用于检测桩身混凝土的连续性、完整性、均匀性以及强度,该自动检测系统由智能化超声检测仪配合自动提升装置组成,实现了信息采集、判读、存储以及分析处理的全部自动化,提高了测试精度和测试效率, 降低了劳动强度,工作效率大为提高,而且很容易将测点间距加密,为实现桩身完整性的二维层析成像提供了检测技术条件,符合当前现场测试技术自动化、智能化、图象化的发展方向。

小动物多模态分子医学影像系统用于新药研制

＂小动物多模态分子医学影像系统＂通过影像学原理检测动物体内新陈代谢变化情况。该系统于2011年首次启动,耗时两年,成像装置包括：X射线计算机断层成像X-rayCT系统;正电子发射断层成像PET系统;单光子发射断层成像SPECT系统;荧光层析成像FMT系统;旋转机架系统;小动物床系统以及数据采集系统和计算机;各个成像系统经数据线由数据采集系统采样保存至计算机;各个成像系统共用一个小动物床系统和同一检查轴。

DIS数字化信息系统在电学实验中的应用

一、DIS数字化信息系统简介 DIS（digital information system的缩写）数字化信息系统，是一种将传感器、数据采集器和计算机组合起来，共同完成对物理量测量的装置．通过传感器获取信息，经数据采集器由计算机对信息进行数据和图形处理的教学技术平台，集实验数据采集、显示、分析、处理等功能于一体的实时智能化实验系统，实现了实验数据的即时处理和直观表现，是运用现代信息技术进行教学的一种手段．在实验中有许多物理量，如距离、位移、力、速度、温度、压强、电压、电流、湿度等，都可以用该系统进行测量，其测量系统框图如图1所示．