ect数据采集系统数字滤波功能设计与实现

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1、工学硕±学位论文ＥＣＴ数臟集系统数字滤诚功能微十与实现李洋哈尔滨理工大学‘２０１６年３月国内图书分类号：ＴＰ３９９工学硕±学位论文ＥＣＴ数臟集系统数字滤淑力能设计与实现硕±研究生：李洋导师：陈德运申请学位级别：工学硕ｉ学科、专业：计算机科学与技术巧在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：２０１６年３月授予学位单位：哈尔滨理工大学Ｃｌａｓｓ巧ｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰ３９９Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｂｒ化ｅＭａｓｋｒＤｅｒｅｅｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＤｅｓｉｎａｎｄｉｍｌ

2、ｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｉｔａｌｆｉｂｅｒｇｐｇｉｎＥＣＴｄａｔａａｃｕｉｓｉｔｉｏｎｓｓｔｅｍｑｙＬｉＹａｎＣａｎｄｉｄａｔｅ：ｇＣｈｅｎＤｅｕｎＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ｙｐＡＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ；ｇｐｐＣｏｍ山ｅｒｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏＳｅｃｉａｌｔ：ｐｇｙｐｙＭａｒｃｈ２０１６Ｄａ，ｔ：ｅｏｆＯｒａｌＥｘａｍｉｎａｔｉｏｎ：ＨａｒｂｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＵｎｉｖｅｒ

3、ｓｉｔｙ：ｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ哈尔滨理工大学硕ｉ学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《ＥＣＴ数据采集系统数字滤波功能设计与实现》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：２０１６年３月３１日也／哈尔滨理工大学学位论文使用授权书《ＥＣＴ数据采集系统数字滤波功能设计与实现》系本

4、人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕古学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研巧内容不得Ｗ其他单位的名义发表。本人完全、了解哈尔滨理工大学关于保存使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。Ｉ□不保密Ｇ。（请在ｔｕ上相应方框内打Ｖ）户：曰期作者签名ｔ备屯：年案月曰＾＾＾＾导师签名：日期：２／年今月

5、日／哈尔滨理工大学了学硕±学位论文ＥＣＴ数据采集系统数字滤波方法的研究与实现摘要电容层析成像技术又称ＥＣＴ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣａａｃｉｔａｎｃｅＴｏｍｏａｈ）ｐ巧ｐｙ，是基于被测物不同的介电常数引起混合物电容值变化的过程层析成像技术。因其具有快速、可视、安全、廉价、非侵入性等优点而被广泛应用于气液两相流空隙率测量、两相流分相含量检测及流型识别、图像重建算法等诸多领域中。电容层析成像整个系统包括测量电极、数据采集系统及成像计算机。其中，在数据采集过程中，因外界和信道会产生许多噪声干扰，这时我们就需要运用数

6、字滤波技术削弱干扰信号，留下有效信号Ｗ在成像计算机中进行成像。本文针对ＥＣＴ系统在数据采集过程中的高频噪声干扰问题，通过对数据采集系统结构与工作原理的研究，基于数字滤波技术和巧ＧＡ（巧ｅｌｄＰ一ｒｏｇｒａｍｍ化ｌｅＧａｔｅＡｉｒｙ原理，设计了个ＦＰＧＡ技术与改进的分布式算法）相结合的ＦＩ民低通数字滤波器。主要工作内容如下：１．、、工作原理深入研究了ＥＣＴ数据采集系统的组成结构技术特点，结合课题研究的背景和意义，分析当前的国内外发展现状ｙ？及发展趋势，指出数据采集系统在ＥＣＴ技术中的重要意义。２．完成了信号发生器、电

7、容检测及放大电路、相敏解调电路、增益可控差动电路、Ａ／Ｄ转换电路、Ｄ／Ａ转换电路等相干电容层析成像系统设计。３．分析了数字滤波器的设计基础Ｗ及原理，Ｗ常用的ｒａｉＦｍｉｔｅＩｍｕｌｓｅ（ｐＲｅｓｐｏｎｓｅ）数字滤波器为基础，对其在结构上的不同进行了分类研究，并对其常用的窗函数设计方法进行了比较分析，为后文提供理论依据。４．深入研巧了传统分布式算法的原理及特点，并对几种常用的分布式算法的处理速率、资源占用率等进行了详细的分析，最后提出了基于传统分布式算法的优化改良结构。一５．设定采样频率ｆｓ为１．５ＭＨｚ、通带截止频率为２０Ｍ

8、Ｈｚ的ＦＩ民数字滤波器实例，选择窗函数设计方法，利用Ｍａｔｌ化