电容成像传感器优化设计及其试验研究

• 作者: 王力 范广永 马敏
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 工学
• 关键词: 电容层析成像 图像重建 现场可编程门阵列 传感器优化 信噪比
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 测试 试验 控制
• 页码范围: 1396-1403
• 页数: 8页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190503

摘要

为了减小电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)传感器相邻极板间耦合电容引起电容测量时的噪声值,设计了差分电极传感器系统并对差分电极与测量电极距离进行参数优化.实验系统采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)直接数字频率生成模块生成数字量的正弦激励信号,通过D/A转化为正负交流信号分别对测量电极和差分电极进行激励.差分电极与测量电极到管道中点的距离比例约1:1.2时传感器灵敏度最佳,仿真图像误差降低至0.23,图像相关系数提升到0.84;实验中空场时的系统平均信噪比比普通传感器提升了5.10dB,满场时的系统平均信噪比提升了4.50dB,相邻电极对的静止电容减少至38％,而电容变化占用最多测量值,即62％.差分电极传感器系统经过电极之间距离的优化设计,传感器系统性能得到提升,通过实验验证其可行性,并且能够应用在滑油监测.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王力	中国民航大学电子信息与自动化学院	45	97	6.0	7.0
2	马敏	中国民航大学电子信息与自动化学院	64	283	10.0	12.0
3	范广永	中国民航大学电子信息与自动化学院	7	1	1.0	1.0