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基于Matlab的電容層析成像系統軟場特性仿真研究(2)2004年9月

3“靈敏場”影響因素分析

3.1 離散相介質的位置對靈敏場的影響

離散相介質的介電常數相同、且所占區域大小相同,但在管道中的位置不同,則對靈敏場分布的影響不同。離散相介質所在處靈敏度的絕對值越大,對靈敏場分布的影響越大。

對于同一介電常數分布,不同的電極對在管道截面上占據不同的正敏感區。對同一極板對,不同的介電常數分布對應著不同的正靈敏度變化區域,F將管截面劃分成不同的區域加以討論。如圖6所示,對于6電極系統的1-4電極對來說,L區域為低介電常數區,H為高介電常數區,Z區域為管內充滿空氣時的正靈敏區,F為管內充滿空氣時的負靈敏區,則

           

            

設靈敏度的變化為

      …,

式中: 為均勻低介電常數下的靈敏度; 為給定介電常數分布下的靈敏度。

                    L,H,LZ,HZ,LF,HF區域示意圖

                    圖6 靈敏度區域示意圖

根據以上研究發現:

①     在HZ的主要區域,靈敏度的變化通常為非正;

②     在HF區域,靈敏度的變化通常為正;

③     在L區域,靈敏度的變化不易確定規律。

3.2 離散相介質介電常數對靈敏場分布的影響

   為了尋求離散相介質的介電常數對靈敏場分布的影響規律,作者改變離散相的介電常數,又作了一系列仿真研究。結果表明:在相同區域,離散相介質的介電常數不同,對靈敏場分布的影響也不同;離散相介質與連續相介質介電常數的差值越大,對靈敏場分布的影響也越大。

4 結論

  ECT傳感器的靈敏場具有“軟場”特性。靈敏度的變化不僅受到介電常數分布的影響,而且離散相介質所在處靈敏度的絕對值越大,對靈敏場分布的影響越大;離散相介質與連續相介質介電常數的差值越大,對靈敏場分布的影響也越大;對同一極板對,不同的介電常數分布對應著不同的正靈敏度變化區域。以上這些規律,為提高圖像重建質量提供了有益的參考。


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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