胡叶容

（东莞职业技术学院电子工程系，广东东莞523808）

双电压激励法在电容层析成像系统中的应用

胡叶容*

（东莞职业技术学院电子工程系，广东东莞523808）

针对电容层析成像技术在管道流体监测方面存在中心部位信噪比低、边缘效应大以及识别精度低的缺点，提出一种双电压激励方法来提高检测区域中心的检测信号强度。采用COMSOL Multiphysics建立了16电极外置传感器的有限元模型，分别采用常规单电压激励法和双电压激励法进行仿真，并进行试验对比，结果表明：相对传统单电压激励法，双电压激励法能够改善管内区域电场和电势分布均匀性，提高中心区域信号强度及灵敏度水平，从而提高了监测识别精度。

电容层析成像；双电压激励法；有限元；单电压激励法；灵敏度

电容层析成像（ECT）技术由于在测量过程中无需侵入被测结构，且传感器结构简单，成本低，因此具有广泛的应用前景。在管道流体检测应用方面，ECT技术经常用于对管道内流体的横截面进行图像重建，以此实时监测管道横截面的介质分布，获取横截面相分布的微观信息。然而，采用ECT技术所重建图像的质量严重依赖于管道内部的灵敏场数据以及图像重建算法，目前重建的图像仍然存在以下问题：（1）流体尺寸和被测电容之间的存在非线性关系，导致重建的图像无法准确反映流体的尺寸大小［1-3］。（2）管内区域灵敏场分布不均匀，电极对之间在不同位置的灵敏度不同［4-6］，相邻电极对之间的灵敏度是相对电极对之间灵敏度的几十倍甚至更多［7-9］。……