付　妍， 谭　超， 肖志利， 董　峰

(天津大学 天津市过程检测与控制重点实验室，天津 300072)



基于阻抗特性分析的电磁层析成像传感器优化*

付妍， 谭超， 肖志利， 董峰

(天津大学 天津市过程检测与控制重点实验室，天津 300072)

摘要:设计一种与电磁层析成像(MIT)系统的工作频率相匹配的传感器阵列对于提升图像重建的精度至关重要。针对MIT传感线圈结构，研究了频域内线圈结构参数的变化与其阻抗的对应关系，包括线圈匝数和线圈直径。实验结果表明：增加线圈匝数或扩大线圈直径均会导致线圈阻抗响应曲线向着频率较低的区域平移。在设计MIT传感器时，为了使得优化后的线圈结构与MIT系统的工作频率能够有效匹配，需要协同考虑线圈不同结构参数引起的效应。

关键词:电磁层析成像； 阻抗分析； 线圈结构； 激励频率

0引言

电磁层析成像[1～3](magnetic induction tomography，MIT)借助外部注入的时变电信号构建敏感场内的主磁场。由于敏感场内被测物体的导电、导磁性形成涡流场，并由该涡流场感生出次级磁场改变初始敏感场内的磁场分布，利用检测线圈感应敏感场内磁场的相应变化。根据检测线圈感应得到电信号重建场内的电导率、介电常数和磁导率的分布[4,5]。受系统激励频率与传感器的影响，主磁场与次级磁场间相差102～106倍[6,7]。因此，工作频率的选择对于改善测量准确度和图像重建的精度有着密切的联系。

MIT系统的激励频率通常根据传感器阵列的结构凭借经验选取，若能构建系统的激励频率与传感器结构间的联系，则有提高MIT传感器设计效率和检测精度的可能。……