基于平面阵列电极传感器的ECT系统设计.docx

82传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2017年第36卷第2期

DOI:10.13873/J.1000-9787(2017)02-0082-02

基于平面阵列电极传感器的ECT系统设计*

马敏，刘慧洁

(中国民航大学电信与自动化学院，天津300300)

摘要：设计了基于平面阵列电极传感器的电容层析成像(ECT)系统。由平面阵列电极传感器ECT系统和计算机成像界面组成，采用电容的边缘效应测量原理，对复合材料的损伤、缺陷进行检测。结果表明：在介电常数ε=3.5的玻璃块材料为被测对象的条件下，得到的ECT图像分辨率高、伪影少。由此表明：该系统是一种简单有效、图像重建效果优良的无损检测(NDT)系统。

关键词：平面阵列电极传感器；电容层析成像(ECT)系统；复合材料；无损检测

中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2017)02-0082-02

DesignofECTsystembasedonplanararrayelectrodesensor

MAMin,LIUHui-jie

(CollegeofElectronicInforfmationandAutomation,CivilAviationUniversityofChina,

Tianjin300300,China)

Abstract:Aelectricalcapacitancetomography(ECT)systemwhichbasedonplanararrayelectrodessensorisdesigned.ThissystemiscomposedofaplanararrayelectrodessensorsystemofECTandacomputerimagingnterface,anddetectsthedamageandflawofcompositematerialbyusingthemeasuringprincipleofedgeeffectofcapacitance.Theresultsshowthatwhentheglassblockmaterialwhosedielectricconstantis3.5istested,thissystemcancomeoutanimagewithhigherresolutionratio,smallerartifacts.Thisindicatesthatthesystemisasimpleandeffectivenondestructivetest(NDT)systemwithexcellentimagereconstructioneffect.

Keywords:planararrayelectrodessensor;electricalcapacitancetomography(ECT)system;compositematerial;nondestructivetest(NDT)

0引言

随着现代科学的进步，复合材料在工业领域和航空航天领域都得到了广泛的应用。该材料重量轻、韧性好以及抗击能力强，这些特点决定了它是一种不可替代的结构材料之一[1]。但是由于环境恶劣和不恰当的使用方法等因素的影响，使得复合材料在使用的过程当中容易出现疲劳损伤、断裂脱层、空隙加大等，因此，必须要对复合材料进行定期的检查和维护，以确保工业生产过程和航空飞行的安全2]。

为此，一种检测复合材料的技术就变得尤为重要。由于复合材料本身多为非金属材料，当其出现疲劳损伤和断层夹隙时，该材料内部的介电常数就会发生改变。针对这个特点，一种测量复合材料电学特性的无损检测(nonde-structivetest,NDT)技术值得研究。

电容层析成像(electricalcapacitancetomography,ECT)

技术是一种非侵入、无辐射、快速响应的过程层析成像技术3],经过几十年的发展，该