基于虚拟仪器的电阻抗成像技术.pdf

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1、曼麦周doi：10．3969／j．issn．1671-1041．2012．02．006基于虚拟仪器的电阻抗成像技术王文龙，马福昌，张建国，马瑁(太原理工大学测控技术研究所，太原030024)摘要：设计了一个基于虚拟仪器的电阻抗成像系统，从硬件和软件的角度首次把虚拟仪器引入到电阻抗成像领域。硬件方面使用NI的DAQ简化了整个系统的硬件结构，提高了系统的稳定性。软件方面结合LABVIEW和MATLAB的各自优点设计了电阻抗成像软件，并验证了一些算法。使用NI的虚拟仪器，使得本系统有着较强的扩展性，为提升电阻抗成像系统

2、的性能打下基础。关键词：虚拟仪器；电阻抗成像；LABVIEW；MATLAB中图分类号：TP23文献标志码：AEITbasedonvirtualinstrumentWANGWen1ong，MAFu．chang，ZHANGJian—guo，MAJun(TaiyuanUniversityofTechnology，InstituteofControllingandMeasuringTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Designofaelectricalimpedancetom

3、ographysyslembasedonvirtualinstrument，theauthorfirstlyintroducedthevirtualinstrumentintotheelectricalimpedanceimagingfr0mtheperspectiveofhardwareandsoftware．ThesystemuseDAQ0fNItosimplifythehardwarestructureandimprovethestability．Softwareofsystemcombinestheadv

4、antagesofLABVIEWandMATLAB，andverifiessomealgorithms．UsingNIvirtualinstrument，thesyslemhasstrongexpansionanddogoodbasisforenhancingtheperformanceofelectricalimpedanceimagingsystemKeywords：virtualinstrument；electricalimpedancetomography；LABVIEW；MATLABO引言于DSP和FP

5、GA或者CPLD的协调工作来采集数据随着科学技术的迅速发展，两相流动体系(气并处理数据，把处理后的数据送到Pc机进行图像液，气固，液固，液液等)在国民经济和人类生活中的显示。而本文作者则结合虚拟仪器和MATLAB的地位日益重要，在很多情况下，两相流动的检测技术优点，设计了基于虚拟仪器的数字化电阻抗成像己成为两相流研究中的一个制约性因素，而过程层析系统。成像技术作为一种新的两相流检测技术⋯l2J，得到1硬件系统设计了国内外研究人员的日益重视。作为一种过程层析1．1系统组成成像技术，电阻抗成像技术(EIT)在二十世纪

6、8O年该系统结构由激励源、驱动测量通道、信号处理、代末被移植于工业领域。由于它是一种可视化、非侵LABVIEW数据处理和图像重建构成，如图l所示。入、低成本、无辐射的在线检测技术，因而受到工业中的两相／多相流检测和医学检测人员的重视』。1986年，NationalInstruments(美国国家仪器有限公司)首先提出“虚拟仪器”(VirtualInstrumentation)的概念，逐步改变了全世界工程师和科学家们对于测量和自动化的方法。它主要由三部分构成：计算机、仪器硬件、应用软件。由于其功能灵活，容易构建，且

7、用户可以定义自己的专用仪器系统，所以在图1系统结构科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域应用极为系统采用的是电流驱动一电压测量的方式，驱动广泛。频率为单频是10kHz。首先由压控电流源生成电流在目前的电阻抗成像系统中，整个系统都是基信号(把正弦电压信号转换成电流信号)，该信号经欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息ElCVo1．192012No．215口科研设计成果口仪器仪表用户过由多路开关和CPLD构成的驱动通道到达由电极1．4信号处理包围的成像目标。通过通道阵列，提取两路测量的电前置差分放大电路应具有较高的输

8、入阻抗和共压信号。电压信号经带通滤波器进入前置差分放大模抑制比，以及低噪声、低漂移等。选用的芯片是器进行差分放大，随后由PGA再次放大信号，经带通AD620，其CMRR可达100db。滤波器滤除干扰信号，通过PXI一6251的模拟输入转经过液体电导后，不同电极对上的电阻值大小不换为数字信号，并把该信号传输到由LABVIEW开发一，因而采集到信号的大小有很大的区别。采用安捷