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基于Matlab的电容层析成像系统软场特性仿真研究(2)2004年9月

3“灵敏场”影响因素分析

3.1 离散相介质的位置对灵敏场的影响

离散相介质的介电常数相同、且所占区域大小相同,但在管道中的位置不同,则对灵敏场分布的影响不同。离散相介质所在处灵敏度的绝对值越大,对灵敏场分布的影响越大。

对于同一介电常数分布,不同的电极对在管道截面上占据不同的正敏感区。对同一极板对,不同的介电常数分布对应着不同的正灵敏度变化区域。现将管截面划分成不同的区域加以讨论。如图6所示,对于6电极系统的1-4电极对来说,L区域为低介电常数区,H为高介电常数区,Z区域为管内充满空气时的正灵敏区,F为管内充满空气时的负灵敏区,则

           

            

设灵敏度的变化为

      …,

式中: 为均匀低介电常数下的灵敏度; 为给定介电常数分布下的灵敏度。

                    L,H,LZ,HZ,LF,HF区域示意图

                    图6 灵敏度区域示意图

根据以上研究发现:

①     在HZ的主要区域,灵敏度的变化通常为非正;

②     在HF区域,灵敏度的变化通常为正;

③     在L区域,灵敏度的变化不易确定规律。

3.2 离散相介质介电常数对灵敏场分布的影响

   为了寻求离散相介质的介电常数对灵敏场分布的影响规律,作者改变离散相的介电常数,又作了一系列仿真研究。结果表明:在相同区域,离散相介质的介电常数不同,对灵敏场分布的影响也不同;离散相介质与连续相介质介电常数的差值越大,对灵敏场分布的影响也越大。

4 结论

  ECT传感器的灵敏场具有“软场”特性。灵敏度的变化不仅受到介电常数分布的影响,而且离散相介质所在处灵敏度的绝对值越大,对灵敏场分布的影响越大;离散相介质与连续相介质介电常数的差值越大,对灵敏场分布的影响也越大;对同一极板对,不同的介电常数分布对应着不同的正灵敏度变化区域。以上这些规律,为提高图像重建质量提供了有益的参考。


 


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以上资料摘录自《自动化仪表》杂志
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