【摘要】：離心機(jī)是分離不同性質(zhì)顆粒的一種分離機(jī)器,為了提高分離效率,那么一種能夠?qū)﹄x心機(jī)內(nèi)粒子分布成像的技術(shù)是很有必要的。通過(guò)對(duì)比,本文選用電阻抗層析成像(EIT)技術(shù),其特點(diǎn)是設(shè)備成本低,具有實(shí)時(shí)性、非侵入性、可視化、分辨率較高。EIT成像技術(shù)最初是應(yīng)用在生物組織的檢測(cè)中,但是應(yīng)用于工業(yè)中,則要求成像硬件系統(tǒng)具有小型化、便攜化、無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)的特點(diǎn)�；谝陨峡紤],開(kāi)發(fā)了一種基于Red Pitaya STEMlab的EIT成像系統(tǒng),最終達(dá)到識(shí)別物質(zhì)的位置和識(shí)別兩種不同物質(zhì)的目的。EIT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括兩部分,即硬件部分和軟件部分。硬件部分的目的是測(cè)量物理場(chǎng)域內(nèi)電極的電壓。硬件采用模塊化設(shè)計(jì),包括Red Pitaya STEMlab開(kāi)發(fā)板、電壓控制電流源模塊、模擬多路復(fù)用器模塊、8電極傳感器水槽和個(gè)人電腦。軟件部分主要解決了EIT系統(tǒng)的正問(wèn)題和逆問(wèn)題。正問(wèn)題就是求解靈敏度矩陣的問(wèn)題,逆問(wèn)題是根據(jù)靈敏度矩陣和硬件部分測(cè)量的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算物理場(chǎng)域內(nèi)電導(dǎo)率的分布,從而根據(jù)計(jì)算的電導(dǎo)率分布進(jìn)行圖像重建。本文選用圖像相關(guān)Ic和電壓誤差UE作為圖像重建質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。圖像重建算法采用廣義矢量模式匹配法(GVSPM)和Tikhonov正則化這兩種圖像重建算法,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,Tikhonov正則化算法的圖像重建質(zhì)量更高。本文首先通過(guò)單組分分布成像的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本系統(tǒng)可以在200KHz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行清晰成像出物質(zhì)的位置,滿足EIT系統(tǒng)對(duì)工業(yè)中的測(cè)量要求。然后,通過(guò)研究電化學(xué)阻抗譜(EIS)分析方法結(jié)合EIT仿真,仿真結(jié)果表明尋找各物質(zhì)之間最大差異頻率為其對(duì)應(yīng)物質(zhì)的圖像重建頻率,然后進(jìn)行多頻圖像疊加,得到最終的雙組分分布圖像。最后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,從雙組分分布實(shí)驗(yàn)的圖像重建結(jié)果來(lái)看,此分析方法是可行的,可用于多組分分布成像檢測(cè)。
【圖文】：

1, 2, ,kk n K B元方程式（2-20）求解，選擇適當(dāng)?shù)拇鷶?shù)解法求解，電位值 φ。角形單元節(jié)點(diǎn)的電位和邊界電極的電位，求解建立邊靈敏度矩陣。T 系統(tǒng)的正問(wèn)題獲得靈敏度矩陣，本文獲得有限單元節(jié)點(diǎn)單元的信息，采用有限元軟件 COMSOLMultip Matlab 編程求解。槽的內(nèi)徑為 89mm，在 COMSOL 中按照 1:1 的比例像對(duì)比選用網(wǎng)格數(shù)（即單元個(gè)數(shù)）為 992 個(gè)，節(jié)點(diǎn)個(gè)速度較快。網(wǎng)格密度如下圖 2-4 所示。

圖 3-4 經(jīng)典 Howland 電流源電路原理圖Fig.3-4 The Principle of Classical Howland Current Source Circu電阻 R = ∞，，則上圖中的 4 個(gè)電阻 R1、R2、R3、R4要構(gòu)2 41 3R RR R 滿足時(shí)，輸出電流與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)，即：3iOVIR land 電流源電路中這四個(gè)電阻滿足平衡電橋條件時(shí)，越大[46]，該電路性能就越好。但實(shí)時(shí)上，由于受到電阻的阻值不是很大，這樣使得匹配難度加大，從而一種改進(jìn)型 Howland 電流源，也就是把 R4分成了兩一個(gè)原因避免了經(jīng)典 Howland 電流源電路的功率損
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TH237.5

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 伍樂(lè)生;謝世煊;;低照度三維船舶圖像的重建方法研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2018年08期

2 陳多芳;;醫(yī)學(xué)圖像重建課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J];時(shí)代教育;2014年17期

3 廖傳平;;X線電子計(jì)算機(jī)體層攝影的基本結(jié)構(gòu)和原理及臨床應(yīng)用[J];蚌埠醫(yī)藥;1987年01期

4 彭克歐;;X線斷層光學(xué)模擬重建的進(jìn)展(一)[J];醫(yī)療器械;1987年04期

5 曹少平;顧宏清;印春光;;代數(shù)迭代圖像重建技術(shù)在SPECT圖像重建中應(yīng)用的研究[J];中國(guó)醫(yī)療器械雜志;2010年01期

6 左廣霞;張全虎;賈小龍;劉杰;隋洪志;周志波;;層析γ掃描發(fā)射圖像重建實(shí)驗(yàn)研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2012年11期

7 范風(fēng)云,張丙芳,陸軍,魏文勝,石梅,南克俊;圖像重建聯(lián)合立體定向放射治療肺癌36例[J];第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年24期

8 王石嵩,郭文臣,郭洪生;東芝TCT-600HQCT機(jī)圖像重建系統(tǒng)故障1例[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2002年07期

9 汪元美,呂維雪;多準(zhǔn)則圖像重建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)[J];通信學(xué)報(bào);1992年05期

10 劉鵬翔;季凱帆;鄧輝;梅盈;柳翠寅;衛(wèi)守林;戴偉;王鋒;;一種全共享低交換并行高分辨太陽(yáng)圖像重建方法[J];科學(xué)通報(bào);2018年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張挺;朱雙華;;一種基于多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法的圖像重建方法[A];第十五屆全國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

2 張唯;;正在開(kāi)發(fā)的三維旋轉(zhuǎn)血管造影圖像重建工作站及在神經(jīng)介入方面的應(yīng)用(摘要)[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第一次醫(yī)學(xué)影像設(shè)備應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];1999年

3 張宇;唐志列;吳泳波;謝家興;代芬;趙文鋒;;多種光聲圖像重建方法研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

4 李燦;張雄偉;劉家金;;PET圖像重建方法的比較研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第九次全國(guó)核醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2011年

5 魏龍;;正電子成像技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[A];第十屆全國(guó)正電子湮沒(méi)譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2009年

6 張海南;湯日杰;蔡霜;;基于16層CT的4D圖像重建及其肺癌放療中的應(yīng)用[A];2009中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十七次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

7 張海南;湯日杰;張書(shū)旭;蔡霜;彭俊琴;張愛(ài)芳;;4維CT圖像重建及其肺癌調(diào)強(qiáng)放療中的應(yīng)用[A];2010中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十八次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

8 李琳;單保慈;魏龍;劉力;;Micro-PET數(shù)據(jù)重組與圖像重建[A];第九屆全國(guó)正電子譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2005年

9 王得水;常宇;高斌;軒艷嬌;馬鑫蕊;張婭;;基于CT圖像重建的心室模型及有限元法分析[A];第十屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆全國(guó)生物流變學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2012年

10 金迪;柯麗;;濾波反向投影法在PET圖像重建中的應(yīng)用研究[A];2009中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十七次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 趙熙熙;用X射線為細(xì)胞無(wú)損拍照[N];中國(guó)科學(xué)報(bào);2012年

2 沈小平;知己知彼話CT[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2001年

3 本報(bào)記者 吳苡婷;數(shù)字化時(shí)代來(lái)臨 醫(yī)療大變革在即[N];上�？萍紙�(bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李丹;基于l_0范數(shù)約束的稀疏優(yōu)化算法及其在圖像重建中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 劉明明;基于單張圖像的室內(nèi)場(chǎng)景建模技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2019年

3 EBTESAM MOHAMEED ALHARBI;基于暗原色優(yōu)先的圖像去霧算法研究[D];華南理工大學(xué);2018年

4 張宇;醫(yī)學(xué)層析圖像重建和生物組織光傳輸?shù)难芯縖D];天津大學(xué);2004年

5 孫雪楠;數(shù)值逼近在CT圖像重建中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2005年

6 田毅;基于狀態(tài)空間理論的ECT圖像重建[D];浙江大學(xué);2006年

7 王靜;面向復(fù)雜產(chǎn)品的工業(yè)CT圖像重建與分析技術(shù)[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年

8 袁澤寰;跨圖像視覺(jué)語(yǔ)義的挖掘研究[D];南京大學(xué);2017年

9 賈夢(mèng)宇;近場(chǎng)光子輸運(yùn)理論及薄層光學(xué)層析非線性圖像重建研究[D];天津大學(xué);2017年

10 趙凌云;三維正電子放射斷層成像理論及實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 焦興洋;基于鴿視頂蓋LFP信號(hào)的圖像重建軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2019年

2 張馨;ERT傳感器優(yōu)化及圖像重建[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

3 王剛;基于Linux的嵌入式ECT系統(tǒng)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

4 宣經(jīng)緯;基于GPU并行計(jì)算的太陽(yáng)自適應(yīng)光學(xué)圖像斑點(diǎn)重建技術(shù)實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所);2019年

5 孟杞鳳;基于磁感應(yīng)斷層成像技術(shù)的CFRP缺陷評(píng)價(jià)方法研究[D];南昌航空大學(xué);2019年

6 苗立;離心機(jī)粒子分布檢測(cè)的無(wú)線阻抗層析成像系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D];西安理工大學(xué);2019年

7 張鵬程;基于塊稀疏的電阻抗成像方法研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2019年

8 謝豐;RGB-D圖像協(xié)同顯著目標(biāo)計(jì)算方法研究[D];安徽大學(xué);2019年

9 李紅玉;基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ECT圖像重建算法研究[D];遼寧大學(xué);2018年

10 趙玲燕;基于Skellam分布的低光子泊松圖像重建[D];南京理工大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2670877