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基于MATLAB的电容层析成像系统一种剖分方法的实现 2OO5年l2月 第24卷第4期 包头钢铁学院 JournalofBaotouUnivemityofIronandSteelTeehnology ~ember,2005 Vol24.No4 文章编号:1004—9762(2005)04—0306—05 基于MATLAB的电容层析成像系统 一 种剖分方法的实现 王志春 (内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010) 关t词:两相流;电容层析成像;灵敏场 中田分类号:TP391.9文献标识码:A 摘要:电容层析成像是监测两相流动的一种新技术.它可重建两相流在其流经管道横截面上的相分布图像.而置 建图像的先决条件是需获得成像系统的灵敏场分布.有限元仿真技术可以较为精确地获得在特定介质分布下的灵 敏场分布.并且由于工作主要由计算机完成,数据的后期处理等都大为简化.有限元仿真技术的首要任务,是对场 域进行合理的剖分.介绍了基于MATLAB的一种剖分方法的实现.在此剖分方法下.实现了电容层析成像系统的 灵敏场分布的计算. Amethodofsubdivisionofelectricalcapacitance tomographybasedonMATLAB WANGZhi.chun (InformationEngineeringSchool,USTInnerMongolia,Baotou014010,China) Keywords:two-phaseflow;electricalcapacitancetomography;sensitivitydistribution Abstract:Capacitancetomographyisanewtechniqueformonitoringtwo—phaseflowthatcanreconstructcross-sectionalphasedistributionim? agesofthepipelineth~ou#whichthetwo-pha8eflowruns.Beforetheimagereconstruction?thesensitivitydistributionofthetomographysys- ternmUstbedefined.SimulationbasedFiniteElementMethodCallbeadoptedtogettheaccuratesensitivitydistributionontheconditionofthe givenphasedistributionwhiletheupperdamprocessingissimplified.硼lefit~ttaskofgEMisthesul~ivisionofthefield.8methodofwhich isintroducedhereinbasedonMATLAB.Sensitivitydistributionofthetomographysystemhasbeendefinedwiththeintroducedmethodofsubdi- vision. 随着工业生产自动化水平的不断提高,两相流 在工业生产中得到了广泛的应用,两相流参数检测 技术在科学研究和工业生产中发挥了越来越重要的 作用,对两相流参数进行测量的需求越来越迫切. 电容层析成像(ElectricalCapacitanceTomography,简 记ECT)技术是从2O世纪8O年代中期开始发展起 来的一种多相流参数检测术.它是利用多相介质往 往具有不同的介电常数,通过电容传感获得管截面 上介质的介电常数分布从而获得介质分布的图像. 电容层析成像技术敏感于被测多相流体介电常数的 微小变化,具有简单,非侵入,响应速度快,对环境无 危害等优点+该技术可用于监测两相/多相流动过 程,可实时显示多相流体在传感器横截面上的相分 布图像,实现流型辨识,分相含率计算等功能.而获 得多相流体相分布图像的先决条件是需要事先确定 传感器的灵敏场分布. 有限元仿真技术可以较为精确地获得在特定介 质分布下的响应值,并且由于工作主要由计算机完 ?收稿日期:2005—09一ll 作者简介:王志軎(1972一).女,内紫古包头人,内蒙古科技大学副教授,主要从事工业过程控制,智能仪器,两相流测量研究 王志春:基于MATLAB的电容层析成像系统一种制分方法的实现307 成,数据的后期处理等都大为简化.有限元仿真技 术的首要任务,是对场域进行合理的剖分.本文介 绍了基于MATLAB的一种剖分方法的实现.在此剖 分方法下,本文实现了电容层析成像系统的灵敏场 分布的计算. 1ECT原理 ECT原理即将阵列电极均匀对称地排列在被测 流体周围并与流体绝缘.当流经电极间的多相流