基于电容层析测量的油气两相流动态信号时频分析方法

基于虚拟电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)传感器和流电耦合仿真方法,本文动态模拟了4种典型的油气两相流流型及其相应的测量信号,并采用基于小波变换的多分辨率分析(multi-resolution analysis,MRA)和时频分析方法对压力和电容的时间序列信号进行分析。连续小波变换显示了时频二维平面中的能量分布,并在时间上有效定位了瞬时流量波动。而基于小波MRA方法对流型变化下的原始测量信号进行不同频带的分解后,压力和电容测量信号的主导频率均呈现出由中频到低频再到高频的迁移规律,为流型识别提供了有效的量化判据。在间歇流实验测量中应用信号时频分析方法,有效解析了不同流量下段塞频率、流量波动和液塞形态的变化。本文的研究方法和研究结果有望为实际过程中的流型识别和过程监测提供可靠手段。

低温流体电容层析成像空间分辨率研究

为了深入探究电容层析成像(ECT)在用于低温流体(液汽介电常数比比室温介质小1个数量级以上)的两相流反演成像时的成像性能,基于数值模拟,对比确认最佳成像方法后,通过对比图像质量和成像定量指标研究了低温流体在4种两相流型下的成像空间分辨率。结果表明成像分辨率在测量中心区域为直径比0.2,边缘区域为0.1,影响因素包括主流体相对介电常数、两相介质的介电常数比、数据噪声等,其中分辨率对测量噪声尤为敏感。研究定量验证了ECT用于低温流体测量时的分辨率性能,并为未来传感器的优化指明了方向。

广义矢量模式匹配法在电容层析成像技术上的应用

电容层析成像技术(ECT)具有结构简单,非侵入测量,可在线成像等优点。文中介绍了其测量原理和一些重构图象的算法,并引入广义矢量模式匹配法(GVSPM)和改进的伪逆法求解ECT逆问题。通过对比LBP、改进的伪逆法和GVSPM在静态的套管试验及动态的气固流动测量中重构出的图像,表明GVSPM方法提高了空间分辨率,对流动区域中心介电常数的变化成像清晰,减少了线性反投影算法因为软场效应造成的成像中气固分界上的“绒毛”现象。

一种用于电容式PT系统的微小电容量检测方法

针对大型工业过程设备（如大型反应器，大型容器及大型分离器等）使用电容式ＰＴ技术中存在的微小电容量检测问题，提出了使用高压交流单边激励与磁性Ｃ／Ｖ变换相结合的方法进行测量．该法具有较强的抗杂散电容的能力．实验表明，该法的电容测量分辨率可达０１ｆＦ数量级．

电容层析成象传感器负灵敏度区影响的研究

电介质的电极化效应导致电容层析成象传感器负灵敏度区出现。以实例说明负灵敏度区内某些部位介质出现导致电容量减小、抵消敏感区内的部分信息,降低测量分辨力,并讨论传感器阵列设计的原则。

基于图像超分辨率的稀疏成像研究

阐述采取IDN模块做特征提取,以解决网络层数深度与过拟合之间的矛盾。由于采取自采样高低维数据,其图像之间差异大,新增一个恢复的降采样损失函数loss,提高恢复精度,融合模型获得高分辨率图像。实验证明,该方法对电容层析成像(ECT)图像重建可以获得更高的峰值信噪比(PSNR)。