基于单电极双模态数字化系统设计.pdf

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1、第25卷第7期传感技术学报V0l_25No．72012年7月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJu1．2012ADigitizedDual-ModalSystemBasedonSingleElectrodeLIUYa，WANGHuaxiang，GAOZhentao(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China2．HuabeiPetrochemicalBranchCompany，

2、RenqiuHebei062552，China)Abstract：Electricalresistancetomography(ERT)andelectricalcapacitancetomography(ECT)havedifferentfieldsofapplication．Inordertoexpandthemeasurementrange，combingthebothECTandERTarrayelectrodemodalitiestoformdual—modalstructureisgenerallyused．Thisp

3、aperpresentsanovelsingleelectrodedual—modalsensorbasedonthestudyoftraditionalECTsensor．ItcaneliminatetheinteractionbetweentwosensitivefieldseffectivelyandcanoperateineithersingleECT／ERTmodalityordual—modality．AdigitalsystemisdesignedinthispaperwhichmakesfulluseofFPGAa

4、ndDSP，andrealizesthefulldigitalquadraturedemodulation．Boththesystematicspeedandprecisionareimproved．SeveralKeymodulesinsystem，includingthesingleelectrodedual-modalsensor，excitationsignalsourcemodule，resistorandcapacitorswitchingcircuitandphasesensitivedemodulationarea

5、nalyzedinthispaper．Simulationandexperimentsshowthatthesystemcanoperatestably，flexibly，andexpandthemeasurementrange．Keywords：singleelectrodedual—modal；resistance／capacitanceconversion；diNtaldemodulation；imagereconstructionEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．07．

6、014基于单电极双模态数字化系统设计术刘亚，王化祥，高振涛(1．天津大学电气与自学动化工程院，天津300072；2．华北石油采油工艺研究院，河北任丘062552)摘要：由于电阻层析成像(ERT)和电容层析成像(ECT)具有不同的应用范围，为了拓宽测量范围，通常采用ECT和ERT阵列电极组合形成双模态结构。作者在传统ECT传感器研究基础上，提出了一种新颖的单电极双模态传感器结构，并有效消除了两模态的相互影响，实现单模态或双模态运行。本文设计的数字化系统，充分利用FPGA和DSP，实现了全数字正交序列解调。系统的速度和精度都得到了提高

7、。对系统中单电极双模态传感器、激励信号发生模块、电阻／电容转换电路及相敏解调单元等进行了分析。实验表明，该系统工作稳定、使用灵活，明显拓展测量范围。关键词：单电极双模态：电阻／电容转换：数字解调；重建图像中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)07—0936—05电电容层析成像(ERT／ECT)是目前电学成感器径向截面结构由三层构成：外层为金属管，起结像技术最为成熟的两种工作模态。通常双模态结构构固定作用，同时用于减小外部环境的电磁干扰，防分别采用ECT和ERT两套阵列电极进行组合J。然止外界物

8、质的变化影响被测值：中间为薄的绝缘物质而，由于电阻及电容两模态分别独立运行，难以实现层；阵列电极等间距地附设在绝缘物质层的内径上。对多相流同一截面的同步测量，为此作者提出了一种单电极双模态阵列电极结构l2]，不仅简化双模态电极结构设计，增强鲁棒性，