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电容层析成像技术在电厂气固两相流检测中的应用

作　者: 禹治坤
导　师: 田沛
学　校: 华北电力大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 两相流电容层析成像改进半迭代算法小波变换图像融合
分类号: TM621
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

为了满足火电厂生产过程的需要,达到安全、经济、合理的燃烧,对电厂输粉管道中气固两相流进行检测成为了重要的研究课题。电容层析成像技术以其非浸入性、结构简单、成本低廉、安全性好、易于实现的特点,成为目前研究较为广泛的两相流检测技术;但是在实际应用中由于系统自身的“软场”特性与逆问题的不适定性给重建图像的精度带来了很大的影响。为了改善ECT系统的精度与实时性,近年来出现了许多图像重建算法,但是都不能同时保证成像的精度与系统的实时性。针对以上问题,本文以12电极电容层析成像系统为研究对象从两个方向进行了详细的研究与仿真:(1)提出了一种全新的图像重建算法,即改进半迭代算法。经仿真分析表明,该算法既保留了Landweber迭代法成像精度高的特点,同时又克服了因收敛速度慢与半收敛性导致系统实时性差的缺点。通过与传统的LBP算法及同时期提出的LT复合算法的对比分析,改进半迭代算法在一定程度上同时提高了电容层析成像系统的精确性与实时性,具有实际的应用价值。(2)将基于小波变换的图像融合技术引用到电容层析成像系统中。通过对成像速度较快的LBP算法与预迭代算法重建出的图像进行融合,结果表明:图像融合技术应用于ECT系统中,使系统在单步法所用的时间上获得了类似于迭代法重建图像的精度,为电容层析成像系统的研究提供了一条新的途径。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景及意义  9
  1.2 两相流检测技术  9-12
    1.2.1 两相流的定义、分类及流型  9-11
    1.2.2 两相流参数检测技术的现状与趋势  11-12
  1.3 本文研究的主要内容与创新点  12-13
第2章过程层析成像技术  13-19
  2.1 过程层析成像技术的发展历史  13-14
  2.2 过程层析成像的特点  14-15
  2.3 过程层析成像的分类  15-17
    2.3.1 光学式层析成像技术  15
    2.3.2 声学层析成像技术  15-16
    2.3.3 电磁辐射式层析成像技术  16
    2.3.4 电学层析成像技术  16-17
  2.4 本章小结  17-19
第3章电容层析成像技术  19-28
  3.1 电容层析成像系统的构成  19-22
    3.1.1 电容传感器系统  19-21
    3.1.2 数据采集系统  21-22
    3.1.3 成像系统  22
  3.2 电容层析成像系统的工作原理  22
  3.3 电容层析成像系统数学基础  22-24
  3.4 电容层析成像系统的正问题  24-26
  3.5 电容层析成像系统的逆问题  26-27
  3.6 本章小结  27-28
第4章图像重建算法的研究及仿真  28-43
  4.1 图像重建准则  28-29
  4.2 现有图像重建算法介绍  29-34
    4.2.1 非迭代类算法  29-31
    4.2.2 迭代类算法  31-33
    4.2.3 智能优化算法  33-34
  4.3 改进半迭代算法的提出  34-36
  4.4 电容层析成像正问题的仿真  36-39
  4.5 图像重建的仿真及算法评价  39-42
  4.6 本章小结  42-43
第5章图像融合技术与仿真  43-51
  5.1 图像融合技术概述  43-45
    5.1.1 图像配准技术  43
    5.1.2 图像融合层次  43-45
    5.1.3 图像融合方法  45
  5.2 基于小波变换的图像融合算法  45-48
    5.2.1 小波变换基础  45-46
    5.2.2 用于图像处理的二维小波变换  46-47
    5.2.3 小波变换的图像融合过程  47-48
  5.3 图像融合及其质量评价  48-50
  5.4 本章小结  50-51
第6章结论与展望  51-53
参考文献  53-56
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  56-57
致谢  57-58
详细摘要  58-65

电容层析成像技术在电厂气固两相流检测中的应用

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