毕业论文课题相关文献综述
电容层析成像技术（Electrical capacitance tomography，缩写为ECT）是20世纪80年代中后期形成和发展起来的，是以两相流或者多相流为主要对象的过程参数在线实时检测技术【1】。ECT技术是基于电容敏感院里的过程层析成像（PT）技术，具有非辐射、非侵入、响应速度快、低成本和安全性能好等优点【2】。
电容层析成像技术的原理可以描述为：不同的介质有不同的介电常数，若两种具有不同介电常数的物质混合在一起，当各物质组分浓度及其分布发生变化时，会引起混合物等介电常数的变化。ECT系统主要由电容传感器与信号处理系统和图像重组计算机三大部分组成【3】。其中ECT系统技术难点主要由以下3个方面：传感器系统是ECT的硬件核心部分，其尺寸和材料参数的选择直接影响到整个系统的性能，因此，硬件系统的参数优化是整个系统的重点之一；数据采集系统的重点和难点在于解决微弱电容测量电路的设计，由于ECT系统的待测电容仅为几个fF到几千fF，因此要求测量电路具有极好的抗干扰能力和较大的动态范围；成像系统的关键在于成像算法的选择，其目的就是为了在满足当前的条件下尽量的提高成像的质量【4】。
在ECT系统中的电容传感器系统里面，电容传感器主要由4部分组成：检测电极、绝缘管道、屏蔽电极和接地屏蔽罩。利用电容的边缘效应，传感器对具有定介电常数的介质会产生相应的电容值。个检测电极之间的组合可提供多个电容测量值，并且一次作为重建图像的投影数据。同时由于传感器的采集信号非常的微弱，并且容易受到干扰因此为了保留已有传感器的结构，并提高图像质量，有必要对传感器的结构参数进行优化。在ECT系统中电容测量和数据采集系统所完成的主要工作是高速、稳定、精确的测量不同阵列电极对间的微小电容及其变化，并将采集到的数据送到计算机中【5】。
近年来在图像重建方面的研究取得了较大的进展,Tikhonov正则法、Landweber迭代法、同步跌代法、神经网络法、共轭梯度法及通用迭代法的图像重建质量较LBP法有了明显提高【6】。目前在ECT系统中较为常用的两种图像重建算法是线性反投影（LBP）算法和迭代算法。LBP算法重建速度快，适合在线实时成像，但是充组的图像精度不高；迭代算法是属于多不算法，可以反复修正成像的结果得到较高的精度【7】。由于ECT技术在线实时成像的精度价低，还不能满足工业上的要求，限制了ECT技术的推广。为使ECT应于在线测量，有效的提高其图像重组精度与速度是关键【9】。同时比较了采用LBP(线性逆反推)算法、Landweber迭代算法和MLRR(多元线性和正则化算法)等三种算法的成像结果,结果表明Landweber迭代算法可以较好的反映管道内的情况,MLRR算法由于所选的系数a的不同,其成像效果有所不同,该方法产生的图像噪音也大,而LBP算法可以定性的快速反映管道情况【8】。在ECT系统设计中主要考虑3方面的关键技术：（1）：对电容传感器的极板数目、结构尺寸、材质、进行优化设计；（2）：高灵敏度、可靠性微小电容测量方法和电路的研究（3）探索一种快速、准确、流型适应性强的图像重组算法。当然这些仅仅只是关键性的技术需要去探究和思考【10】。
在ECT系统中针对数据采集系统时性问题,在详细分析ECT数据采集系统工作原理的基础上,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的新型数据采集系统。该系统以FPGA作为核心控制单元,通过控制交流激励电压信号产生,调整ECT电容传感器各电极状态,在FPGA内部对采集信号进行数字解调,以达到实时数据采集的目的【11】。如今在科技飞速发展的道路上，ECT技术也有了飞速的发展，在清华大学、天津大学、浙江大学等多所呀、科研院所也进行了ECT技术在多相流动态监测科参数监测等方面的应用研究取得了很大的成果【12】。ECT技术如今的发展非常迅速，其运用已经可以在许多重要的行业里面其中包括有石油管道【13】,化学应用、怜床、气力输送【15】和滴流床反应器【14】等等。
参考文献：
1.颜华，王师；东北大学；电容层析成像技术及应用[J]；工业仪表与自动化装置 1999年03期。
2.张建，颜华；电容层析成像系统研究[J]；沈阳工业大学硕士学位论文 2005-03-15
3.彭珍瑞，祁文哲，吴刊逸，孟建军；电容层析成像技术的近期研究进展；兰州交通大学机电工程学院；《自动化仪表》2008年第9期。
4.李金亮;电容层析成像技术研究[D];西北工业大学;2007年。
