李洋　陈德运　高明　王莉莉

摘要：针对电容层析成像ECT（electrical capacitance tomography）数据采集系统中的高频噪声干扰问题，在对ECT系统数据采集与控制原理分析的基础上，基于数字滤波原理和FPGA技术，设计了一个基于数字滤波与FPGA技术相结合的改进分布式算法FIR低通数字滤波器。该滤波器的采样频率为1.5 MHz、通带截止频率为20 MHz，选则窗函数设计方法，利用Madab中的FDATool工具箱对滤波器系数进行提取与量化，最后利用Quarters对实例进行仿真验证，实验结果表明，FIR数字滤波器能够实现数据采集系统中高频信号的滤波功能，与传统DA算法的濾波器相比，具有占用资源消耗小及采集速度快等特点。

关键词：电容层析成像，数据采集系统，分布式算法，FIR低通滤波器

中图分类号：TP391.4 文献标志码：A 文章编号：1007-2683（2017）01-0096-07

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电容层析成像技术又称ECT，是基于电容值敏感原理的过程层析成像技术，它具有响应快、成本低、安全、可视、非侵入性等优点，在气液两相流空隙率测量、两相流分相含量检测及流型识别、图像重建算法等诸多领域中应用越来越广泛。

ECT系统的组成主要包括电容敏感单元、数据采集系统及图像重建这三大部分。其中，最为关键一环就是数据采集。在数据采集的过程中，由于受到外界和信道的干扰，采集到的信号往往夹杂着一些噪声，这时我们就需要运用数字滤波技术削弱噪声干扰信号，提取最终所需的信号经处理在计算机中进行成像。根据单位脉冲响应的不同可将数字滤波器分为FIR（finite impulse response）数字滤波器和IIR（infinite impulse response）数字滤波器。……