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电阻层析成像(ERT)技术是过程层析成像技术中的一个分支,是电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography简称EIT)技术的一种简化形式,具有非侵入、无辐射、在线测量等优点。在地质勘探、工业过程与环境监测等方面有许多成功应用。
在实际工业环境下,两相/多相流体具有较高的流动速度,而目前的电阻层析成像系统对两相/多相被测对象,很难满足工业上的速度要求。因此,本课题从系统实时性入手,着重ERT系统设计,主要研究工作和结果如下:
(1)简要概括过程层析成像的原理和该技术的发展情况,以及现有技术的特点比较,概括实现系统(特别是硬件系统中)的技术难点。
(2)介绍ERT系统的硬件设计方案,并设计一套基于DSP的ERT硬件系统平台。该系统为模块化设计思想,主要包括信号发生模块、电极阵列及逻辑选通模块、数据采集模块、DSP数据处理模块、逻辑时序模块、电源模块及USB通信模块。系统设计工作于100kHz激励信号下。
(3)DSP系统程序的开发包括DDS信号发生、电极传感器阵列、数据采集、数据处理、USB通信、EDMA数据搬运以及设置乒乓缓冲区实现采集、通信并行操作等模块,USB2.0固件程序开发以及主机端程序。
(4)阐述系统采集数据分析以及调试中问题。对采集的数据进行分析,验证系统的稳定性和精度,并对调试出现的问题进行了阐述。
(5)对整个系统开发进行总结,对改进系统提出了建议。