电阻层析成像ERT技术及其在两相流检测中的应用

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1、作者简介王湃，1979年生辽宁丹东人。2003年毕业于西安电子科技大学计算机应用专业、获学士学位。2005年9月攻读西安电子科技大学精密仪器专业硕士学位。2006年9月硕博连读西安电子科技大学测试计量技术与仪器专业博士学位。导师：郭宝龙教授主要研究方向：无损检测技术一电阻层析成像技术、嵌入式研发、图像处理中的反问题研究等。代表性成果及经历：发表论文5篇均为EI检索，参加国家自然科学基金项目2项，其它项目2项PaiWangwasbominDandong，LiaoNingProvince，China，in1979．HereceivedhisB．S．degreeinCompu

2、tertechnologyandApplicationfromXidianUniversity,Xi’an，China,in2003．Currently,heispursuingtheM．S．andPh．D．degreetogetherinMeasurementtechnology&Instruments．withtheInstituteofIntelligentControlandImageEngineering(ICIE)，XidianUniversity．HissupervisorisProf．BaolongGuo．Hisresearchinterestsincl

3、udeNon··destructivetestingtechnology--ElectricalResistanceTomography,EmbeddedR&D，andTheinverseprobleminimageprocessingHepublishedfivepapersallofwhichwereindexedbyE1．Heparticipatedinfourprojectsincludingnationalnaturalsciencefunds．西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明lUlIIIIIIIIIII!IIIIIIIIIIIIIIlY2380

4、345秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：7芎彩之关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安

5、电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：摘要电阻层析成像技术(ElectricalResistanceTomography)是电学过程层析成像技术的一种，其理论基础为电磁场的似稳场理论。ERT技术具有低成本、无放射性、非侵入、可视化等特点。近年来，随着ERT技术在医疗、地质勘探、工业

6、过程、多相流检测等领域的迅猛发展，它已经成为可视化检测领域的代表技术和研究热点。在众多检测领域中，ERT技术在两相流检测中的应用，是最具前景的研究课题。但是，ERT技术发展至今，仍有一些理论难点和技术瓶颈制约着ERT技术在两相流检测中的发展和工程应用。例如：(1)对ERT敏感场的研究大多集中在二维模型，对三维模型的研究甚少。(2)对ERT传感器的频率特性研究，大多停留在理论分析层面，特别是“连接阻抗”对电阻／电导测量结果的影响，很少有量化的实验研究。(3)针对ERT系统的非线性特点，提出有效的传感器优化方法。在优化方法中急需解决在复杂流型中各优化指标之间的不可比性与矛盾

7、性。(4)开发快速高精度的图像重建算法，特别是对人工智能算法的开发。(5)如何提高ERT系统的信噪比与实时性。针对上述问题，本文在前人研究的基础上，以ERT技术在气／液两相流检测中的应用为工程背景，以有限元仿真结果与实际测试数据为依据，对ERT技术进行了一系列的研究。本文的主要工作和贡献如下：1．针对二维敏感场的局限性，通过Comsol软件建立三维模型，深入地探讨了改变电极尺寸对三维敏感场分布的影响，并对“边缘效应”作了量化的分析。另外，利用作者开发的ERT系统仿真软件，从灵敏度的角度对ERT敏感场的“软场”特性进行详细研究。2．对电极的