基于电阻层析成像的45钢表面缺陷检测研究

本文提出一种利用电阻层析成像技术来检测45钢中的缺陷的方法。对45钢缺陷进行检测时,因其具有低电阻、高电导率的特点,使得检测的信号比较微弱且易受到噪声干扰,难以从检测信号中获取利于图像重建的特征。因此,通过构建特定用于45钢检测的电阻层析成像设备,可获取较大的信号强度数据,并利用小波分析对其进行的数据处理,分离噪声种类以及提取有效的单频特征信号,从而有效的改善图像重建的质量。采用5种算法对其进行成像,结果表明,总变异重建算法面对缺陷位置的多种情况,均可以有效的识别缺陷位置及大小。

基于电阻层析成像技术和ResNet的萝卜根系表型无损检测方法研究

【目的】针对现有根系表型检测方法存在价格昂贵、需要专人操作以及无法对根系表型进行原位无损检测等问题,提出一种基于电阻层析成像技术(Electrical resistance tomography,ERT)和深度残差神经网络(Deep residual network,ResNet)的萝卜根系表型无损检测方法。【方法】首先,利用COMSOL软件对萝卜−琼脂场域不同情况的ERT正问题进行仿真分析,并获得大量边界电压数据;然后,基于ResNet对萝卜−琼脂场域的内部电导率分布与边界电压之间的非线性映射关系建立模型,对萝卜−琼脂场域进行图像重建;最后,基于ERT研制一套萝卜根系表型检测装置,并进行试验验证。【结果】基于ERT和ResNet的萝卜根系表型检测方法能够实现萝卜根系表型的可持续无损检测,试验装置操作简单、成本低,图像重建相对误差小于5%。【结论】基于ERT的萝卜根系表型检测方法可以实现对萝卜根系表型的无损检测;结合ResNet算法,成像精度较高。该方法可有效应用于萝卜根系表型的检测。

电阻率层析成像技术在岩芯尺度水合物可视化探测中的应用

天然气水合物是重要的非常规能源,通过室内模拟实验模拟水合物赋存环境条件,观察水合物在沉积物中的合成/分解过程及其物性演化规律是揭示实际天然气水合物成藏/分解规律的重要途径。天然气水合物成藏过程中沉积物体系内部变化过程的可视化在线监测已成为天然气水合物室内模拟的重要发展方向之一(Wu Nengyou et al.,2018)。目前已经发展的X-CT成像、Raman成像、电子显微成像、核磁共振成像等技术手段为孔隙尺度的天然气水合物成藏/分解机理研究提供了基础,但大岩芯尺度(~cm)或中试尺度(~m)的水合物系统成像观测技术仍有待进一步完善。

电阻层析成像(ERT)系统工作模式的研究

ERT系统中有多种数据采集方式,分别适用于不同的系统。且不同的数据采集方式下所得到的边界测量信号有不同的形式。提出一种电流源激励、电流检测的单电极激励的新型数据采集模式,分析新型数据采集模式与原数据采集模式的差异,通过实验验证新型模式的可行性。在提出的新型数据采集模式上采用方波电流激励方式,并取得了很好的实验结果。

电阻层析成像技术测量两相流气相流量

提出利用双截面电阻层析成像(ERT)系统,并采用相关方法进行两相流气相流量的测量。介绍像素相关与基于边界电压特征值相关两种相关方法,并进行单气泡模拟实验。实验结果表明用这两种相关方法进行两相流的气相流量测量是可行的。

采用电阻层析成像技术测量气液加压鼓泡塔局部气泡参数

在内径0．3rn，高6．6m的加压气液鼓泡塔反应器中，采用电阻层析成像技术（ERT）研究了空气．水体系中气泡群平均上升速度、局部气含率及其径向分布。在表观气速0．119～0．312m·s^（-1），压力0．5～2．0MPa，考察了表观气速、压力对气泡群上升速度、局部气含率及其径向分布的影响。实验结果表明，鼓泡塔中局部气含率随着表观气速与压力的增大而增大，其径向分布呈现出中心高边壁低的分布特征，但整个截面的分布并非严格对称，在r／R=0～0.3，气含率变化较小，且极大值出现在该范围内；气泡群的局部上升速度随着表观气速的增大而增大，但是随着压力的增大而减小。

采用电阻层析成像技术测量三相外环流反应器中相含率的实验研究

结合电阻层析成像技术和差压法,以平均粒径为3mm的聚氨酯为固相,空气为气相,水为液相,对φ90mm的气升式三相外循环环流反应器中局部相含率及其径向分布进行了研究.结果表明,在实验范围内,增大固相体积分率不影响气含率在上升管中的分布特征;固含率随着表观气速的增大先增大,当表观气速ug=0.09m/s时反应器达到充分发展段,固相已充分循环;上升管中气固虚拟相的径向分布呈中心高、边壁低的特征,但并非严格对称,在r/R=0～0.2间出现极大值;下降管中气固虚拟相在径向上分布较为均匀.本工作证实了两种技术相结合测量气液固三相相含率的可行性.

电阻率层析成像技术的回顾与展望

电阻率层析成像作为物探技术的前缘课题之一,具有广泛的应用前景,近几年得到迅速发展,出现许多新方法。对电阻率层析成像的几种实现方法,如佐迪法、电阻率反投影法、电流线追踪法、积分法、共轭梯度法、等位线追踪法等的现状、进展作了系统介绍,论述了各种方法的优缺点及最新进展情况,提出了进一步研究的方向。

电阻层析成像(ERT)两相流检测激励源对比分析

本论文 ERT应用于工业管道的两相流过程成像。本文提出了恒定电压源激励 ,电压检测的方法 ,解释了它的成像原理 ,并和电流源激励 ,电压检测激励方式过程、效果及优缺点做了对比 。

采用电阻层析成像技术分析硫酸钡结晶行为

采用电阻层析成像技术（ERT）测量结晶反应器内横截面的电导率变化,研究硫酸钡的结晶行为。建立溶液电导率采集系统,并对电导率数据进行在线分析,对不同浓度的氯化钡、硫酸钠溶液进行间歇实验,实时检测均相硫酸钡溶液反应结晶过程中电导率的变化情况。并对结晶过程中的电导率变化曲线进行分析。研究结果表明：结晶过程可分为诱导阶段、成核控制阶段、生长控制阶段。硫酸钡的间歇结晶反应主要在10~15 min内完成,并且随着溶液浓度的增加,诱导期明显减短,成核控制时间变短,对晶体生长过程的影响不大。采用电阻层析技术（ERT）研究硫酸钡结晶行为的方法具有较高的灵敏度。

电阻率层析成像技术在琼东北活动断裂探测中的应用

琼东北1605年琼山地震发震的中心区域东寨港东侧发育多组近东西向和北西向的活动断裂,且均为隐伏断裂。为探明断裂的分布位置及其活动性,现采用电阻率层析成像技术将其中琼山-铺前断裂(F8)以及F7、F6、F5共四条,北西走向断裂作为此次探测目标断裂。结合前人水文钻孔资料和断裂分布,在珠溪河北岸和罗豆农场北侧部署了三条电法探测线,结果表明区域沉积地层在三条反演剖面上均可以划分出三层视电阻率梯度带,与钻孔资料对应较好。同样,视电阻率对已知四条活动断裂均有明显特征的低阻异常反映,除断裂F7的倾向解释存在争议外,其余三条断裂解释均得到钻孔验证。

电阻层析成像技术图像重建算法概述

电阻层析成像技术是近年来发展起来的一种截面分布式的检测技术,具有非侵入的、无辐射的、可视化的特点。在电阻层析成像技术中,图像重建是由测量到的边界电压重建出对象内部电阻率分布的过程,是最终实现ERT技术可视化测量的过程。图像重建算法,直接影响成像的效果。本文介绍了目前比较常用的图像重建算法的原理以及应用过程中的优缺点。

基于电阻层析成像技术的CFRP缺陷检测研究进展

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)由于其优良的力学性能,在各个工业领域中发挥着重要作用,但如何对其进行结构健康监测是该技术进行实际应用时面临的一道难题。电阻层析成像技术(Electrical Resistance Tomography,ERT)是一种基于被测物体导电介质分布的结构健康监测技术,具有非侵入性、成本低、可视化、实时性好的优点。而CFRP也具有良好的导电性,因此,电阻层析成像技术作为一种新的CFRP结构健康监测手段受到了广泛关注。本文将介绍应用于CFRP结构健康监测方面的电阻层析成像技术发展路线,以及当前的最新研究动态。

基于ERT技术反演红壤剖面水分入渗过程

水分运动是土壤中物质和能量传输的主要驱动力,但是水分在土壤中的运动轨迹复杂多变,难以直接捕捉。本研究以第四纪红黏土发育的红壤为研究对象,借助电阻率成像技术(ERT),反演水分在林地和农地土壤中的入渗过程。研究发现,ERT技术能够实现水分在红壤包气带入渗过程的可视化,ERT测定的表观电阻率的变化量与烘干法测定的土壤水分之间呈极显著正相关关系(P<0.01),林地的决定系数为0.72,农地为0.53。土地利用类型影响水分入渗的范围和方式,在2 cm水头高度注水100 L的情况下,林地的入渗深度大于80 cm,而农地约为50 cm,在此基础上,继续注水200 min,林地和农地均出现明显的优先流现象。但是,林地的优先流较农地更为发育,林地是通过根系等大孔隙快速向下传输,而农地则以“指流”的方式,间断性向深层运动。在土壤层次复杂、背景含水量高、土壤黏重等不利因素的影响下,ERT技术依然能捕捉优先流在红壤中发生和发育的过程。

铁路路基病害高密度电阻率层析成像探测技术通过技术鉴定

由我校土木工程学院完成的铁道部科技研究开发计划合同项目——铁路路基病害高密度电阻率层析成像探测技术,于2000年12月25日通过了由铁道部科技教育司组织的技术鉴定。该项目针对既有铁路路基病害,系统地开展了高密度电阻率层析成像技术的理论、方法和数据处理软件的研究,为既有铁路探测路基病害提供了一种快捷、安全、有效。

电阻层析成像中敏感电极阵列分析

提出了宽电极剖分模型 ,利用数值仿真计算方法 ,分析了宽电极剖分模型与线电极剖分模型的差异 ,研究了电极宽度的影响。仿真计算结果表明 ,电极宽度的引入导致正问题的差异 ,进而引起逆问题的差异 ,且随宽度增加差异增大。最后得出 ,采用宽电极剖分模型可以减小差异 。

多处理机网络在电阻层析成像系统中的应用研究(英文)

两相流在线实时监测对电阻层析成象技术的实时性能提出了很高的要求，但提高过程层析成象技术的实时性能受到基于ＶｏｎＮｅｕｍａｎｎ结构的串行计算机体系结构的限制。本文从提高ＥＲＴ系统的实时性能出发，针对ＥＲＴ系统的特点，将并行处理技术引入到电阻层析成象系统中，设计了应用于ＥＲＴ系统的拓扑可重构的多处理机网络及二者之间的接口电路，并实现了ＥＲＴ系统的控制、数据采集和图象重建。测试结果表明此多处理机网络对于提高ＥＲＴ系统的实时性能是有效的。

工业过程层析成像技术前景广阔

由英国曼彻斯特大学科技学院电子和电机工程系承办、英国工业过程层析成像技术虚拟中心主办的首届世界工业过程层析成像会议(1st World Congress on Industrial ProcessTomography)于1999年4月14日至17日在英国德比郡Buxton市召开。出席会议的代表约140人,分别来自中、英、法、德、美、意、土、波、荷、比、西、葡、挪、芬、加、澳等18个国家,除来自高等学校的代表外,还有来自杜邦公司研究发展中心,Zencca,CEA,CMR,法国原子能研究中心,美国劳伦斯利弗摩尔国家实验室等单位的代表,以及高新科技企业ITS。

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。

电阻层析成像均匀场域的建立方法

在圆形管道两相流电阻层析成像技术中,目前国内外广泛采用电流源激励,电压检测相邻数据采集模式,这种数据采集模式形成的场域分布是个非均匀场。在深入研究该模式特征的基础上,提出了一种建立均匀场的方法,通过有限元计算和仿真,取得了较令人满意的效果。采用均匀场域分布的圆形管道,可以为将来实现逆成像算法的线性化,把一个非线性的问题简化为一个线性问题来处理。