过程层析成像技术综述

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1、维普资讯http://www.cqvip.com仪器仪表用户一—蓬—匣文章编号：1006-3374(2001)01。0006。06过程层析成像技术综述董峰邓湘徐立军徐苓安(天津大学电气自动化及能源工程学院自动化系天津市300O72)【摘要，过程层析成像(ProcessTomography，简称PT)技术经过十多年的发展已遥步走向成熟，从实验室研宠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。【关键词】过程层析成像两

2、相淹t多枢流在线监测中囝分类号：TP202文献标识玛：ATheSummaryofTomographyTechnologyDongFengDengXiangXuLijunXuLingan(Dept．ofAutomation，TianjinUniv．，Tianjin300072)【Abstract】Thenewgenerationofprocessparametersmeasuringtechnology—ProcessTomography(PT)hascomeintothestageofindustrialapplications．Int

3、hispaper，thedifemncesbetweenProcessTomography(PT)andComputerizedTomography(C，the~atareandsfngKil：eofPT，andthepresentstate·0artofPTisintroduced．TheprospestofPTappliedtoprocessmonitoringandcontrolandthechallengeproblemsarealsodiscassed【Keywords】ProcessTomogmpby，Two-phaseFl

4、ow／Multi·phaseFlow，Online·Measurement1什么是过程层析成像(PT)技术求，对过程参数检测的要求也日益提高。尤其在多在石油、化工、冶金，动力、能源等工业部门相流体中存在着许多需要检测的空间分布参数。及医疗．卫生、食品等领域中，多相流流动过程如，泡状气液两相流截面相分布及速度场分布。在普遍存在。但多相流流动过程极其复杂．要建立过参数检测手段落后的时期．人们仅仅可检测到一个程模型，并进行过程的预测、设计和控制，首先要时间或空间上的平均参数，并运用这一个值来描述解决的就是多相过程参数检测问题【1】。过程对象的

5、对应参数。这时的许多工业设备的设计随着工业生产过程规模的不断扩大．对提高产和运行往往假设对象参数在时间和空间上是均匀分品质量、降低成本和安全生产等目的提出更高要布的。在某些情况下，借助于某些先进的仪器可’8}卜铷青年基金(m-Q·013)肓拄博士点基金(9700S617)资助【作肯简介】董峰．讲师．现在天津大学电气动化系工作，在职博士生(收稿日胡】~00-08-14磁盘来稿6EICVol，82001NO，1欢迎订阅豌迎撰稿欢迎发布产品广告信患维普资讯http://www.cqvip.com仪器仪表用户匣夔董鲤获得微观上耗的数据(例如瞬时

6、温度，速度、组(computerizedTomography，简称CT)技术在工分等)，但设备投资过太，从经济角度上讲是不合业过程中的应用【2113】。理的。过程层析成像技术就是在这种背景下发展起来的。2PT的组成和特点过程层析成像(ProcessTomography，简称PT系统的构成如图1所示，由以下三个主要PT)技术是20世纪8o年代中期，随着计算机技术部分构成和检测技术的进步正式形成和迅速发展起来的新一①获取被测物场信息的敏感器空间阵列：代过程参数检测技术；是以两相流或多相流为主要②数据采集与处理单元：研究对象的过程参数二维或三

7、维分布状况的在线实@图兀时检测技术；是医学诊断中的计算机层析成像征参重工作原理为：安装在工艺管道或反应设备等装知识工程的软件库，提取出被测物场的特征信息，景的某个截面上的敏感器空间阵列，在交变电压电如流型、相速度、相含率、相尺寸等等【4】。流激励下，形成—个可从不同观测角度扫掠被测物根据获得被测物场信息所采用的方法不同，可场的空间敏感场，物场内部组份分布或结构的运动以将PT技术分为核PT、光学PT、电学PT，微变化对敏感场产生调制作用，使敏感器空间阵列以波PT、核磁共振PT，及声学PT等嘲。不同的非接触或非浸入获取被测物场的物理，化学或

8、生化PT方法具有基于不同物理原理的空间传感器敏感特性二维／三维分布状况的“投影”信息，并输出阵列，因而具有不同的信息处理系统及图像重建算相应的信号。随后，由信号采集处理单元快速实时法。表1列出应用于工业过程