浅谈12电极ect传感器和数据采集系统的研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文12电极ECT传感器和数据采集系统的研究姓名：李志强申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：陈德运20090301哈尔滨理工大学工学硕士学位论文12电极ECT传感器和数据采集系统的研究摘要由于两相流动体系在工业过程中的重要性，促使两相流领域的研究工作迅速发展，目前已成为国内外给予极大关注的前沿学科。两相流系统是一个复杂的非线性动态系统，两相流参数检测的难度较大，在很多情况下，两相流参数检测技术已成为两相流研究的一个制约性因素。电容层析成像技术是过程层析成像技术的研究热点之一，具有非侵入性、适用范围广、成本低廉和安全性能好等

2、优点，已发展成为一门重要的两相流参数检测技术。但电容层析成像技术发展至今还很不完善，在系统设计以及应用上尚存在不少问题和难点，如：微弱电容检测、改善系统的抗干扰性能等方面。本文针对ECT系统硬件设计的关键技术进行了的研究，研制了一套ECT系统实验装置，并实现了与成像计算机的数据通信。主要完成的工作如下：1．对各类常用的PT技术的基本原理和特点进行了比较，着重阐述了ECT技术的基本特点、工作原理和系统构成。2．设计了一套简化电路结构的极板开关控制阵列，使所有极板共用一个正弦激励信号和一路c／v转换电路。可以实现多种测量方案。3．研制了一种抗杂散电容干扰、分辨

3、率高、漂移低的交流型c／v转换电路，实验证明该电路具有较好的性能，己成功应用于ECT实验装置中。4．分析了非理想条件下，杂散电容及其变化对c／v转换电路输出的芽i响，证明了杂散电容及其变化的影响较小，几乎可以忽略不计。5．采用了软件实时补偿法消除了CMOS模拟开关耦合电容对ECT系统动态成像稳定性的影响。6．开发了以DSP为核心的ECT数据采集系统，提高了数据和处理速度，分析串口实现下位机与上位机通信的可行性、有效性，采用异步串口可方便、快速地与上位机实时通信。关键词电容层析成像；数据采集系统；数字信号处理器：电容电压转换电路哈尔滨理T人学1一学硕。I：学

4、位论义ResearchonTransducerandDataAcquisitionSystemfor12·-ElectrodeECTAbstractTwo—phaseflowhasawiderangeofapplicationinindustry．Theresearchontwo—phaseflowisdevelopingrapidly．Thesubjectontwo·phaseflowhasbeenoneofthefrontiersubjectsconcerneddeeplyintheworld．Themeasurementoftwo-phaseflow

5、isdifficult，owingtothecomplexityofthecharacteristicoftwo—phaseflow．Inmanycases，thetwo-phaseflowmeasurementtechniquehasbeenoneofthefactorsthatbottleneckthestudyinthefieldoftwo—phaseflow．Electricalcapacitancetomography(ECT)isakindofprocesstomographytechniquesthatarewidelystudied．ECT

6、isfast，non—invasive，lowcost，safeandwidelyapplicable．Ithasbecomeoneofimportanttechniquesfortwo—phaseflowparametermeasurement．ButtherearesomeproblemsanddifficultiesinECTdesignsandECTapplications，forexample：lowcapacitancemeasuring，improvingtheanti-interferenceabilityandSOon．Thisdisse

7、rtationgoesintoresearchofECTkeytechniqueinitshardwaredesigning，experimentdevicesbasedon12一electrodeECTsystemhavebeendesignedanddatacanbetransmittedbetweenuppercomputerandlowercomputer．Themaincontributionandresultsareasfollows：1．ThebasicprincipleandcharacteristicsofPTarecompared．Th

8、echaracteristics，basicprinciple，a