三维ect电容传感器研究与设计

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1、工程硕士学位论文三维ECT电容传感器研究与设计吉洪驻哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP391.4工程硕士学位论文三维ECT电容传感器研究与设计硕士研究生：吉洪驻导师：陈德运申请学位级别：工程硕士学科、专业：软件工程所在单位：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ClassifiedIndex：TP391.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchandDesignofThree-dimensionalECTC

2、apacitancesensorCandidate：JiHongZhuSupervisor：ChenDeyunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：SoftwareEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此化所提交的硕±学位论文《Ｈ维ＥＣＴ电容传感器研究

3、与设计》，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，论文中除已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，均己在文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名曰期月巧日斯能哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《Ｈ维ＥＣＴ电容传感器研究与设计》系本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：ｔ学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得＾＾＾其

4、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［＾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。［３（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）：知作者签名；曰期月曰寺尚ｆｉ３？＾导师签名：曰期年月日反＾弓哈尔滨理工大学工学硕士学位论文三维ECT电容传感器研究与设计摘要电容层析成像技术(ECT)作为过程

5、层析成像领域的一个重要分支，近年来研究热度不断高涨。由于电容测量的工作原理，电容层析成像技术具有探测非侵入、安全性高等优点，因此应用范围十分广泛。由于三维ECT系统比传统的ECT系统增加了轴向参数，使系统本身更为复杂。电容层析成像系统传感器的性能会影响图像重建的精度，提高传感器性能，可以提高重建图像的精度，因此对传感器的优化设计具有十分重要的研究意义。本文的主要工作如下：研究三维ECT传感器结构参数，选取6种不同结构的传感器模型进行分组试验，选择对三维传感器性能影响较大的因素，即极板层数和每层极板数，选出能同时满足轴

6、向和径向分辨率要求的极板层数以及每层极板数的最优组合。对选取最优组合的传感器模型，分析和对比空满管电容值，并通过试验改变屏蔽罩厚度，极板张角，层间旋转角的值，分析电容值随参数的变化，绘制电容值随参数的变化曲线，并给出三维ECT传感器参数值的参考范围。从影响传感器性能的参数进行分析，由于参数与性能之间是非线性的关系，考虑稳定性，规范计算等问题，故可以采用响应面方法进行解决。由于响应面函数值随自变量的变化不会过于敏感，因此采用二阶响应函数。利用正交试验法，选取目标函数最小的试验组代入到二阶响应函数中即可求得二阶函数的一次

7、项和二次项系数。通过求响应函数极值，即可得到传感器结构优化参数。从现有的成熟算法中，选择已经应用到三维ECT图像重建中的Landweber算法和LBP算法，分别对原型模型进行图像重建，并根据三维重建的空间图像误差和体积误差对重建结果进行数值分析，实验结果显示，两种算法的空间图像误差和体积误差均有所下降。关键词电容层析成像；三维ECT系统；响应面；传感器结构参数-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchandDesignofThree-dimensionalECTCapacitanceSensorAbstra

8、ctElectricalcapacitancetomography(ECT)asanimportantfieldoftheprocesstomographygrowsrapidlyinrecentyears.Fortheprincipleofcapacitancemeasurement,ECThassomeadvantagessuchasnon