电容耦合电阻层析成像并行电阻测量原理研究.pdf

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1、第26卷第5期传感技术学报V0J．26No．52013年5月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMay2013ResearchonParallelResistanceMeasurementPrincipleforCapacitivelyCoupledElectricalResistanceTomographyWANGBaoliang，XUShengji，JIHaifeng，HUANGZhiyao，L1Haiqing(StateKeyLaboratoryIndustrialControlTechnology，Departm

2、entControlScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou，310027，China)Abstract：Withthecontactbetweentheelectrodesandliquid，thetraditionalelectricalresistancetomography(ERT)systemhassomeproblemssuchaselectrodepolarizationandelectrodecorrosion．Capacitivelycoupledelectricalresist

3、ancetomography(CCERT)system，whichcombinesERTwithcapacitivelycoupledcontactlessconductivitydetectiontechnology，providesanon—contactmeasurementmethodtosolvetheproblems．However，themeasurementprincipleoftheresistanceoftheCCERTsystemrestrictsthemeasurementmodetoserialform，whichisoneof

4、themainfactorslimitingdataacquisitionspeedofthesystem．Tosolvethisproblem，thispaperproposesanewmeasurementmodelandparallelresistancemeasurementprinciple，whileparalleldataacquisitionsystemisdeveloped．Themaincontributionsareasfollows：Firstly，themeasurementmodelofthenovelsensorisanal

5、yzed．Thenewresistance-calculationmethodisstudied．Thenbasedonthismodel，thesensitivityfieldsareobtainedusingfiniteelementmethod．Finally，the12一electrodeprototypingsystemisdesigned．Testresultshowsthatadataacquisitionspeedofmorethan120framespersecondcanbeachieved，whichmeanstheproposed

6、systemimprovesthemeasurementspeedofCCERTeffectively．Keywords：capacitivelycoupledelectricalresistancetomography；parallel；non-contact；finiteelementmethod；phase—sensitivedemodulationEEACC：7230doi：10．3969／i．issn．1004-1699．2013．05．013电容耦合电阻层析成像并行电阻测量原理研究：l=王保良，徐升继，冀海峰，黄志尧，李海青(浙江大学控制科学

7、与工程学系，工业控制技术同家重点实验室，杭州310027)摘要：传统的电阻层析成像(ERT)系统的电极与被测介质直接接触，容易产生电极极化、电化学腐蚀等问题，近年来现的电容耦合非接触电导测量技术与ERT技术相结合的电容耦合电阻层析成像系统提出了一种新的非接触测量方法来解决此问题。但是目前该系统的电阻测量原理决定了其测量模式是串行的，成为限制系统数据采集速度的一个重要因素。针对该问题，本文引人了新的测量模型，提了并行电阻测量原理，实现了数据采集系统，大大提高了系统速度。本文主要研究内容包括：分析了新型传感器的测量模型，提了新的电阻求解方法；利用有限元法获得

8、了新测量模型下管道内灵敏场分布；研制了相应的12电极样机系统．．初步实验测试结果