龚 君王 丽周 涛

(1.正德职业技术学院机电工程系，江苏南京 211106；2.东南大学能环学院，江苏南京 210096)

电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT)技术是一种基于电容传感器机理的无损检测技术[1-2]，其原理是将均匀分布于管道外壁电极之间的电容值采集到计算机，然后通过相应的图像重建算法将管道中的介质分布情况以可视化图像形式呈现[3-4]。该技术以其非侵入、无辐射、成本低、安全性能好等优点在石油、化工、冶金等领域[5]具有广泛的应用前景。

针对目前电容层析成像技术中重建图像质量有待提高的问题，可以从增加电容投影数据[6]和改进图像重建算法2 个途径来解决此问题。由于ECT 技术在求解过程中需要将电容值作为投影数据来进行敏感场内介质分布情况的重建，而电极数目对投影数据起着重要的影响，因而将对该参数进行优化从而提高成像质量。另外，图像重建算法也是反问题求解的关键技术之一，针对经典图像算法中灵敏度场分布不均匀而影响成像精度的问题，将经典图像算法LBP 算法和Landweber 迭代算法中的灵敏度矩阵进行了均值滤波处理，从而在一定程度上提高了中心区域的灵敏度而降低了极板区域附近的灵敏度，使得灵敏度场分布更加均匀，图像重建精度进一步提高。

1 电容层析成像技术的成像原理

电容层析成像技术的成像的数学原理可以概括为正问题和反问题[7]，如图1 所示。

图1 正问题与反问题框图

正问题是在已知传感器的结构参数……