电容过程成像中电容测量方法的比较研究

电容过程成像系统所测量的电容变化量非常微弱 ,极难检测 ,且总的杂散电容值又远大于待测电容 ,本文分析了 ECT系统中四种微小电容检测电路 - -带反馈补偿的交流测量电路 ,自平衡电容测量等电路 ,并比较了它们的优缺点 .

电学过程成像的多传感器融合研究

上世纪八十年代发展起来的过程成像技术的重要分支──电学过程成像已经有了较大的进展。电学过程成像如电阻成像(ERT)和电容成像(ECT)在广泛存在于工业上的两相流监测方面具有潜在优势,它能提供过程参数的可视化测量。文中叙述了ERT和ECT多传感器融合测量油/气/水参数的新方法,对测量的可行性进行了较为深入地分析与讨论,给出了多传感器融合测量的物理模型、数据融合方法和像素单元灰度值融合计算的初步公式。

基于CdZnTe探测器的γ射线过程成像探测系统

结合小尺寸CdZnTe半导体探测器,设计了结构紧凑的低噪声多相流γ射线过程成像探测系统,系统采用五个能量为59.5keV的241Am源均布在PVC管空间的结构,数据采集系统采用基于FPGA技术,将采集数据传给上位机进行处理和图像重建。测试结果显示,多相流过程成像系统每个通道的总噪声大约为8.9keV FWHM,计数能力约为90kcps。

利用相对反投影方法对2010年Mw 8.8级智利地震破裂过程成像

基于美国流动台网的三分量远震P波资料,利用相对反投影方法,对2010年2月27日Mw 8.8智利地震的破裂过程成像。根据美国地质调查局(USGS)给出的震源参数及源区地质资料,设定一个小倾角断层面。将远震P波反投影至该断层面上,获取震源破裂过程。结果表明,智利地震破裂由3个子事件组成,破裂长度至少为513 km,宽度至少为100 km。破裂从震中开始向北方和南方两个方向双侧扩展,但北侧的破裂明显强于南侧。北侧的破裂长度约为340 km,破裂持续时间约125 s,破裂速度约为2.87 km/s;而南侧破裂长度约为173 km,破裂持续时间约99 s,破裂速度约为1.84 km/s。另外,北侧两个子事件的能量释放高峰分别出现在破裂开始之后16 s和79 s,与初始破裂点的距离分别为75 km和230 km。南侧子事件的能量释放高峰出现时刻为80 s,与初始破裂点的距离为145 km。智利地震在破裂过程中可能受到了破裂区域的障碍体影响。

过程成像技术具有广阔的应用前景

笔者于1999年4月赴英国参加了首届世界工业过程成像会议。会议对过程成像技术近年来的发展成果进行了全面的回顾,还分别就硬件系统的开发,图像重建算法的发展,过程成像技术在工业过程,环境监测等方面应用的问题进行了交流和讨论。会上发表论文89篇,其中关于过程成像技术在工业过程和环境监测等方面的应用36篇,图像重建算法22篇,过程成像系统硬件设计19篇,潜在应用领域12篇。

卫星机动过程成像的姿态规划与控制研究

对有星载相机的卫星机动过程成像的姿态规划与控制进行了研究。为避免目标姿态的任意性产生的控制转序问题,用四元数描述偏流角跟踪控制。从用户角度出发,提出了两种适于机动过程成像的姿态规划模式:一是指定星体相对轨道系摆扫角速度,通过设定摆扫方向与卫星飞行方向成任意角度,可实现任意方向摆扫成像,另一是指定成像点经纬度条带,可实现海岸线等地面目标成像。在摆扫规划姿态的基础上,将绕相机光轴转过经迭代计算的偏流角作为最终的姿态控制基准,给出了高动态姿态机动控制算法。引入陀螺角速度信息以提高滚动姿态机动过程中的动态特性;将星体当前姿态与目标姿态偏差四元数作为姿态控制基准以实现任意姿态最短路径机动;以飞轮作为姿态控制执行机构,设计PD控制律,在机动过程中对内干扰力矩进行前馈控制。仿真结果验证了所提算法的有效性和工程可操作性,可用于对地成像小卫星机动过程成像的姿态规划与控制。

过程层析成像概述

过程成像是近年来发展起来的一种两相流/多相流测量技术,其特点是以非破坏方式获得被测目标体内部多相流体的运动状态,可为动态过程建模和在线控制提供理论和技术依据。本文以电容成像为例介绍了过程成像的原理,方法及其应用;指出了已有图像重建算法的不足。文中简述了作者提出的广义逆敏感矩阵方法的基本思路和实验结果。最后从系统的角度提出了需要解决的关键科学问题。

近期多相流过程层析成像技术的发展

多相流过程层析成像技术对于深入揭示多相流动的基本规律 ,推动多相流理论的发展和工程应用具有重要的意义。文中介绍了近年来X射线、γ射线、超声波、电阻、电容及网状电极等几类过程层析成像技术在多相流参数检测中的应用和发展 ,分析了图像重建、传感器的设计及选择和实时性等关键问题 ,最后对其应用前景和发展趋势做了展望。

基于ART的光学过程层析成像扇束图像重建

光学过程层析成像是近几年发展起来的一种新型的光学测量技术 ,它源于医学 CT的基本理论和方法 ,可认为是医学CT技术在工业过程监测领域的自然延伸和发展。然而 ,由于过程层析成像的被测对象为快速变化的工业过程 ,因此 ,其投影数据的数量比医学 CT少得多 ,而实时性则要求更高。利用一种扇束扫描制式的光学传感器有利于提高光学过程层析成像的空间分辨率及测量精度 ,但在这种扫描制式下 ,引用医学 CT的常见图像重建算法 (如数据重排方法、反投影法和滤波反投影法等 )却不适用或难以胜任工业检测的要求。为此提出了一种代数重建技术来提高光学过程层析成像的测量精度和速度。该算法不仅适用于少数投影数据的情况 ,也能使求解过程遍历几乎所有的图像像元 ,因此成像效果好和实时性较高 。

光学过程层析成像技术及其原型系统

提出了一个用于两相流参数检测的红外激光过程层析成像原型系统,并对系统的结构、算法、性能以及特点进行了分析.模拟实验结果表明,光学过程层析成像技术可以获得高成像速度和分辨率,是一种有发展潜力和应用前景的多相流参数检测技术.

过程层析成像技术的发展及应用

阐述过程层析成像技术的研究背景及研究意义,就国内外研究动态及该技术的发展做了详细的论述。介绍和分析了不同的过程层析成像技术,并得出超声波流动层析成像系统和电容流动层析成像系统将是未来流动成像技术发展的两大主流,多机理、多模态层析成像技术将是过程层析成像技术的发展趋势。

基于成像过程的航空相机成像仿真系统

航空相机成像仿真是改进相机设计、系统性能优化需要解决的重要问题。阐述了航空相机的成像过程,建立了成像过程模型,包括目标生成模型、大气传输模型、航空相机模型、成像平台模型,最后构建了航空相机成像仿真系统的结构体系,提出了系统的仿真方案。根据实际的任务需求,利用编制的仿真软件确定相机的参数,实践表明该系统对相机初始设计阶段的参数选择和综合性能评价有一定的参考意义。

颗粒两相流超声过程层析成像系统研究(英文)

本文主要介绍了一种基于透射模式的超声波层析成像系统的设计与研究.针对Radon变换与Radon反变换对获得精确重建图像所提出的无限多的投影数据要求,系统在以下几个方面做了改进:系统换能器阵列由16个换能器组成,每个换能器均可以作为发射端和接收端,可发射的扇形波束角度为150°;基于LabVIEW软件和2块高速同步数据采集卡,设计了16通道的数据同步采集和信号处理装置;利用单片机89S52设计了切换电路,可以实现16换能器的激励和接收功能的自动切换.经实验验证,系统结构简单,实时性好,获得了足够多有效的信号数据,通过二值化逻辑反投影图像重建算法实现了研究物体横断面的图像重建.

用线性神经网络映射光学过程层析成像的逆问题

过程层析成像 (Process tomography)的逆问题也称为成像算法 ,它不仅需要反映被测物质与激励场的相互作用原理 ,而且应与传感器的空间阵列结构相匹配 .成像算法的性能好坏 (包括图象质量和每帧计算需时 )是过程层析成像技术能否应用于工业过程监控系统的关键问题之一 .为了得到性能良好的重建图象 ,提出了一种线性神经网络图象重建算法 .该算法首先通过建立光学层析成像的正问题和逆问题的线性化模型来求解正问题 ,以得出图象和投影的关系模式对 ,然后将其用于训练和构造线性神经网络 ;最后使用训练好的线性神经网络来映射光学层析成像的逆问题 .实验表明 ,该方法具有较高的图象质量和极高的成像实时性 。

应用于过程层析成像系统的多处理机网络研究

本文从提高过程层析成像系统的实时性能出发 ,采用高性能并行处理芯片IMS T80 0作为结点处理器构造了一种基于松散耦合结构的拓扑可重构的多处理机网络 ,并对该网络的性能进行了测试 ,分析了影响系统加速比的各种因素。

过程层析成像技术综述

过程层析成像（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｏｍｏｇｒａｎｈｙ，简称ＰＴ）技术经过十多年的发展已逐步走向成熟，从实验室研究进入到工业应用研究阶段。本文将简要介绍ＰＴ技术与医学成像（ＣＴ）技术的区别、及其特点和组成：ＰＴ技术的研究和发展现状：应用于工业过程的监测与控制的前景和所需要解决的问题。

过程层析成像与多相流测量应用

过程层析成像技术(Process Tomography,简称PT)由于其非侵入与可视化等特性在医疗与工业过程等领域有广泛的应用前景,已从实验室研究进入工业应用研究阶段。本文介绍了基于光学、电学、超声以及核子敏感性原理的PT技术与多模态PT技术,并简述了PT技术在多相流测量中的应用研究方向。

成像过程的计算机模拟

按照阿贝二次成像理论 ,物体成像经历了两个过程 :( 1 )物面上光场复振幅的空间分布 ,变换成光学系统后焦面上的频率分布 ;( 2 )后焦面上的频率分布还原成像面上的光场复振幅空间分布 .本文介绍了如何用计算机模拟这两个过程 ,设计的空间滤波器可以随意改变频谱分布 。

夫琅禾费衍射场的相位弯曲及其对光传输和成像过程的影响

在普通物理的框架内对不同情况下夫琅禾费衍射光场的相位弯曲因子的形式进行了推导 ,并对其物理意义给出直观的说明 ;指出并讨论了该因子对光波传输过程的重要影响 ;从而纠正了光学教材中的一个常见误式 。

微波过程层析成像图像重建模型研究

在分析微波层析图像重建数学模型的基础上,对过程层析成像技术的反投影算法图像重建进行了探讨和研究。