基于電學CT機理的熱工參數三維動態(tài)成像.pdf

1、通過有效的檢測技術監(jiān)控煤炭、石油等化石能源開采過程有利于提高能源利用率及轉換效率，減緩能源危機。一些學者對圓形或方形空間熱工過程的檢測技術進行研究，但環(huán)形空間同樣應用廣泛，如石油水平鉆井、循環(huán)流化床環(huán)形爐膛等。因其流場、溫度場、濃度場等分布復雜，影響因素繁多，傳感器難于布置安裝，檢測信號微弱，相關研究較少。
　　本文針對環(huán)形空間應用場合，基于直接三維電容層析成像(ECT)技術，對熱工參數動態(tài)成像檢測。二維ECT技術已比較成熟，但不

2、能滿足信息需求。間接和直接三維ECT技術逐步發(fā)展起來，間接技術通過插值方法獲得層與層之間的信息，已取得一定進展。直接三維技術可以呈現三維空間中任意位置的真實介電常數分布信息，仍有較多需要解決的難題。
　　首先，基于傳統(tǒng)ECT技術建立了泥石流監(jiān)測系統(tǒng)，提出了場測量方式的新型泥石流傳感網絡。對不同成像算法進行仿真對比，并實驗模擬了不同條件對泥石流發(fā)生過程的影響，得出降雨是導致泥石流發(fā)生的直接因素，坡度越大，越易發(fā)生沙石滑落，沙石比例為

3、6∶4左右時最易發(fā)生泥石流。
　　在此基礎上，采用直接三維ECT技術，設計了被測空間為環(huán)形的雙螺旋結構傳感器，并對其仿真建模，計算三維敏感場矩陣。選取不同位置極板間三維敏感場分布，得出相鄰電極間呈單峰，內外管道相似位置相對極板間呈雙峰，遠距離相隔相對電極間呈四峰的結論。并對不同形狀工質進行了仿真成像。
　　搭建了直接三維ECT技術檢測多相流實驗臺，并設計了硬件電路以改進該系統(tǒng)信噪比較低的缺陷。實驗對介質三維成像，得到了精度較