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电容层析成像技术包括两个大方面:正问题和图像的重建。在其正问题的研究方面,采用有限元剖分的方法解决。ECT的传感器场域是一个敏感场,在极板附近有着很大的敏感性,以前的剖分方法生成的网格不能够自动的根据传感器的敏感性来进行剖分,如果在进行有限元剖分生成网格的时候就考虑了极板的敏感性问题势必将会对图像的重建有所提高。本文着重针对正问题中网格剖分部分作了重点分析。提出采用四叉树的网格剖分方法对图像的重建质量有所提高。
本文的主要工作如下:
(1)介绍了电容层析成像技术的基本原理、系统组成及数学模型。
(2)比较了静电场的各种解法,包括有限元法和有限差分法。
(3)提出采用静电场的有限元分析方法来解决ECT的正问题。
(4)分析了有限元方法,针对有限元方法采用了网格剖分。
(5)采用四叉树方法进行正问题的网格剖分。其中包括传感器的设置,网格密度的设置,把这应用到电容层析成像中。
(6)应用各种正问题的解决方法,再通过一定的反问题的成像算法,进行图象重建,比较不同种解决正问题方法的误差。