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电磁层析成像敏感场与传感器的仿真

作　者: 刘东
导　师: 董峰
学　校: 天津大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电磁层析成像敏感场灵敏度信载比
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 73次
引　用: 2次
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内容摘要

电磁层析成像(Electromagnetic Tomography, EMT)是近年来发展起来的一种电学层析成像(Electrical Tomography, ET)技术,它具有非侵入,非接触,无危害的优点,对导电和导磁物质均有敏感性,因此在工业过程多相流检测,化工过程,地质勘探和生物医学成像领域,都有很大的应用前景。EMT是基于电磁感应原理,在外加交变电流引起的激励主磁场的作用下,被测的导电导磁物体产生感应涡流,从而产生新的次级感应磁场,通过检测被测空间边界信号可以得到物场电导率和磁导率信息,从而能够重建被测物质的空间分布图像。EMT存在的一个难点是反映物场信息的次级感应磁场信号通常远小于激励主磁场信号,使得感应磁场信号经常会淹没在激励主磁场的信号和噪声中。围绕这一难题,本论文从EMT的基本理论出发,对EMT电磁敏感场和传感器进行了仿真研究。本文的主要工作体现在以下四个方面:1.根据EMT的基本原理,分别从物理和数学角度阐述了EMT的正问题和逆问题。2.在有限元仿真软件COMSOL环境下建立了EMT的基本模型,研究了EMT敏感场的频率响应,双模式成像可行性,单个物体位置信息的检测和EMT对弱导电层的穿透效应。仿真结果为进一步传感器优化奠定了基础。3.在敏感场仿真结果基础上,提出数值计算式灵敏度和EMT下信载比的概念,并利用这两个指标对EMT传感器系统做了优化,利用仿真结果得到了封闭式截面检测传感器模型下的最优值。4.针对截面测量,提出了新型的传感器结构,仿真结果证明了该结构能够消去主磁场的影响,提高检测信号的有效性,是解决EMT存在难题的一种行之有效的方法。

电磁层析成像敏感场与传感器的仿真

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