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專(zhuān)利名稱(chēng)：Ect/ert雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電學(xué)成像技術(shù)，特別是一種應(yīng)用于ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器。
背景技術(shù)：
過(guò)程成像(Process Tomography，PT)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的多相流參數(shù)檢測(cè)技術(shù)，可非接觸或非侵入式的獲取被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)信息，具有可視化的特點(diǎn)。目前PT技術(shù)主要有光學(xué)成像、射線(xiàn)成像、核磁共振成像、超聲成像和電學(xué)成像等。其中，電容層析成像(Electrical CapacitanceTomography，ECT)與電阻層析成像(Electrical Resistance Tomography，ERT)技術(shù)是二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來(lái)的過(guò)程成像技術(shù)，是最為成熟的兩種電學(xué)成像技術(shù)，以其成本低廉、裝置簡(jiǎn)單、無(wú)輻射以及實(shí)時(shí)可視等特點(diǎn)，引起了各國(guó)眾多研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。
ECT與ERT系統(tǒng)均以現(xiàn)代電磁場(chǎng)理論為依據(jù)，具有相似的物理模型，通過(guò)測(cè)量邊界電壓/電流，求解逆問(wèn)題獲得被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的介電常數(shù)或電阻率(或電導(dǎo)率)分布。
ECT和ERT應(yīng)用范圍不同，具有一定的互補(bǔ)性。ECT主要測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)為連續(xù)相的對(duì)象，當(dāng)導(dǎo)電介質(zhì)(如水)超過(guò)一定比例時(shí)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量電路飽和，因而適合測(cè)量油/氣、氣/固等流型；而ERT測(cè)量以導(dǎo)電介質(zhì)為連續(xù)相的對(duì)象，當(dāng)導(dǎo)電介質(zhì)減少時(shí)，其測(cè)量電路也會(huì)失效，因而主要用于測(cè)量水含量較多的油/水、汽/水等流型。此外，ECT與ERT硬件系統(tǒng)具有相似的結(jié)構(gòu)，使二者的融合具有先天性的優(yōu)勢(shì)。如何合理的融合ECT和ERT技術(shù)的特點(diǎn)構(gòu)建一套ECT/ERT雙模態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到拓展測(cè)量范圍的目的，具有十分重要的意義。ECT/ERT雙模態(tài)系統(tǒng)電極陣列結(jié)構(gòu)是雙模態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，直接影響系統(tǒng)的可行性以及性能。
目前，國(guó)際上已報(bào)道的ECT/ERT雙模態(tài)系統(tǒng)為ITS公司的M3000系統(tǒng)。其中，ECT與ERT的電極陣列安裝在流體管道軸向相隔一定距離的兩個(gè)截面上。如此，二者的敏感場(chǎng)互不影響，硬件實(shí)現(xiàn)也比較簡(jiǎn)單。但是，由于二者的電極陣列位于不同位置，其測(cè)量結(jié)果不能反映同一時(shí)間、同一位置的流場(chǎng)分布信息，不利于ECT與ERT測(cè)量數(shù)據(jù)的融合。
專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00510122587.4的“ERT/ECT雙模態(tài)成像系統(tǒng)復(fù)合陣列傳感器”中設(shè)計(jì)了一種雙模態(tài)系統(tǒng)復(fù)合陣列傳感器，包括電極數(shù)量一致的ECT與ERT電極陣列，所述ECT電極陣列和ERT電極陣列中的電極分別通過(guò)密封絕緣墊圈和固定螺母以圓周均布方式、位置相對(duì)的設(shè)置在被測(cè)流體管道的同一截面處的外、內(nèi)壁上，故可同時(shí)獲取被測(cè)流體在同一時(shí)間、同一位置的流場(chǎng)分布信息，從而使現(xiàn)有ECT與ERT技術(shù)的互補(bǔ)成為現(xiàn)實(shí)。
相對(duì)于ECT或ERT單模態(tài)系統(tǒng)，雙模態(tài)系統(tǒng)電極陣列結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。雙模態(tài)系統(tǒng)的復(fù)合陣列傳感器不僅需要考慮兩個(gè)模態(tài)之間敏感場(chǎng)的相互影響，而且還需要考慮其硬件實(shí)現(xiàn)。在上述專(zhuān)利(ERT/ECT雙模態(tài)成像系統(tǒng)復(fù)合陣列傳感器，申請(qǐng)?zhí)?00510122587.4)中，一個(gè)突出問(wèn)題是傳感器電路中模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷性能很難達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果。因?yàn)椋珽CT的似穩(wěn)場(chǎng)假設(shè)條件是敏感場(chǎng)內(nèi)無(wú)電荷分布。當(dāng)ECT電極工作時(shí)，ERT電極處于斷開(kāi)狀態(tài)，但由于模擬電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)仍有微小的泄漏電流(nA級(jí))，破壞了ECT敏感場(chǎng)內(nèi)無(wú)電荷分布的假設(shè)，且該泄漏電流將對(duì)ECT系統(tǒng)的測(cè)量造成較大誤差。此外，該電流并不穩(wěn)定，無(wú)法通過(guò)標(biāo)定手段消除其影響。因此，這套復(fù)合陣列傳感器對(duì)硬件系統(tǒng)的要求較高，模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷性能將直接影響系統(tǒng)的信噪比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器，ECT與ERT電極陣列均勻、交叉地設(shè)置在被測(cè)管道同一截面的圓周上，通過(guò)選擇合理的激勵(lì)、測(cè)量策略，雙模態(tài)系統(tǒng)的測(cè)量精度不再依賴(lài)于模擬電子開(kāi)關(guān)的性能；ECT與ERT電極陣列不僅不會(huì)破壞彼此的靈敏場(chǎng)分布，反而將有利于測(cè)量；相同電極數(shù)目情況下，雖然測(cè)量數(shù)據(jù)并未增加，但其數(shù)據(jù)從更多角度上反映了被測(cè)對(duì)象的介質(zhì)分布，從而有利于提高雙模態(tài)系統(tǒng)重建圖像的質(zhì)量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器，該傳感器設(shè)置于被測(cè)對(duì)象的管道上，其中該傳感器包括有電極數(shù)量一致的ECT電極陣列和ERT電極陣列，ECT電極陣列和ERT電極陣列均勻、交叉地設(shè)置在被測(cè)管道截面的內(nèi)/外壁上，ECT電極陣列和ERT電極陣列中的電極數(shù)分別為8～64個(gè)，在每?jī)蓚€(gè)ECT電極之間設(shè)置ERT電極；在所述ERT電極的外部設(shè)置有屏蔽罩，所述ERT電極與外屏蔽罩不導(dǎo)通；當(dāng)ECT電極陣列工作時(shí)，使ERT電極處于與地導(dǎo)通的狀態(tài)，則ERT電極成為ECT電極陣列的徑向屏蔽電極；當(dāng)ERT電極陣列工作時(shí)，使ECT電極處于高阻狀態(tài)，雖然ECT電極會(huì)產(chǎn)生微小的泄漏電流，但不致影響ERT系統(tǒng)的測(cè)量精度，另外將ECT電極設(shè)置在被測(cè)管道外壁上或?qū)⒃O(shè)置于內(nèi)壁上的ECT電極覆以絕緣涂層，以進(jìn)一步減弱ECT電極對(duì)ERT敏感場(chǎng)的影響；當(dāng)ERT電極陣列工作時(shí)，也能夠使ECT電極處于接地狀態(tài)，則ECT電極成為ERT電極陣列的徑向屏蔽電極。
所述ECT電極陣列和ERT電極陣列中的電極為矩形金屬片，以不銹鋼、鈦合金或銅制成。
本發(fā)明的有益效果是由于在使用ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器時(shí)，將其兩套電極陣列同時(shí)安裝于被測(cè)流體管道的同一截面位置，故可獲取被測(cè)流體在同一時(shí)間、同一位置的流場(chǎng)信息。由于ECT電極陣列與ERT電極陣列交叉放置，故可獲得更多方向上的測(cè)量信息，有利于提高雙模態(tài)系統(tǒng)重建圖像的質(zhì)量。當(dāng)ECT電極陣列工作時(shí)，ERT電極通過(guò)模擬電子開(kāi)關(guān)與地導(dǎo)通，即處于接地狀態(tài)，其成為ECT電極陣列的徑向屏蔽電極，其中不涉及模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)。ERT電極作為屏蔽電極不僅不會(huì)干擾ECT電極陣列的工作，反而可減小各被測(cè)電容的動(dòng)態(tài)范圍，有利于ECT系統(tǒng)的測(cè)量。交叉式的雙模態(tài)復(fù)合陣列傳感器，擁有豐富的激勵(lì)、測(cè)量策略，使雙模態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集更具靈活性。


圖1為本發(fā)明的ECT/ERT雙模態(tài)系統(tǒng)陣列傳感器橫斷面示意圖；圖2為圖1的局部放大圖；圖3為圖1的A向透視圖；圖4為獨(dú)立的ECT電極結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a、5b、5c分別為獨(dú)立的ERT電極的三種形式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、ECT電極2、管道 3、絕緣墊圈4、螺栓5、螺母 6、ERT電極7、外屏蔽罩具體實(shí)施方式
下文中結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器加以說(shuō)明，電極陣列表示若干個(gè)ECT或ERT電極構(gòu)成的陣列，復(fù)合陣列傳感器表示ECT電極陣列與ERT電極陣列的組合。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器結(jié)構(gòu)，該復(fù)合陣列傳感器設(shè)置于被測(cè)對(duì)象的管道上，包括有電極數(shù)量一致的ECT電極1陣列和ERT電極6陣列，能夠選用8個(gè)、12個(gè)、16個(gè)、24個(gè)、32個(gè)或64個(gè)之一，本實(shí)施例分別采用16個(gè)和8個(gè)，并用矩形金屬片，如不銹鋼、鈦合金或銅材料制作均可。ECT電極1陣列和ERT電極陣列均勻、交叉地設(shè)置在被測(cè)管道一截面的內(nèi)/外壁上，ECT電極1陣列和ERT電極6陣列中的電極數(shù)分別為8～64個(gè)，在每?jī)蓚€(gè)ECT電極1之間設(shè)置ERT電極6，ERT電極6除實(shí)現(xiàn)電阻測(cè)量，同時(shí)作為ECT電極1的徑向屏蔽電極，在所述ERT電極6的外部設(shè)置有屏蔽罩7，所述ERT電極6與外屏蔽罩7不導(dǎo)通。
該ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器需要相應(yīng)的激勵(lì)、測(cè)量策略和硬件電路加以配合。當(dāng)ECT電極1陣列工作時(shí)，使ERT電極6陣列處于接地狀態(tài)，則ERT電極6完全是ECT電極陣列的徑向屏蔽電極，二者交叉式的分布在圓周上。當(dāng)ERT電極6陣列工作時(shí)，使ECT電極1陣列處于高阻狀態(tài)，雖然ECT電極1會(huì)產(chǎn)生微小的泄漏電流，但其量級(jí)不致影響ERT系統(tǒng)的測(cè)量精度，可將ECT電極設(shè)置在被測(cè)管道外壁上，或直接將其設(shè)置在內(nèi)壁上以提高其敏感度；當(dāng)ERT電極6陣列工作時(shí)，也能夠使ECT電極1處于接地狀態(tài)。
依據(jù)被測(cè)對(duì)象的不同，ECT電極1陣列的設(shè)置分三種情況一是、當(dāng)被測(cè)流體為非導(dǎo)電性介質(zhì)，如油/汽、氣/固兩相流等，ECT的電極1陣列均勻設(shè)置在被測(cè)流體管道2同一截面的內(nèi)壁上；二是、當(dāng)被測(cè)流體連續(xù)相為非導(dǎo)電性介質(zhì)并夾雜少量導(dǎo)電介質(zhì)，如含水量較低的油/汽/水、油/水、水/汽等流型，ECT的電極1陣列均勻設(shè)置在被測(cè)流體管道2同一截面的內(nèi)壁上，并覆以絕緣物質(zhì)；三是、當(dāng)被測(cè)流體連續(xù)相為導(dǎo)電介質(zhì)，如含水量較高的油/汽/水、油/水、水/汽流型，ECT的電極1陣列均勻設(shè)置在被測(cè)流體管道2同一截面的外壁上。上述三種情況中，所述ECT電極1陣列中的電極數(shù)分別為8～64個(gè)，所述ERT電極6陣列中的電極數(shù)與ECT電極數(shù)相同，在每?jī)蓚€(gè)ECT電極1之間設(shè)置ERT電極6，同時(shí)作為ECT電極1的徑向屏蔽電極，所述ERT電極6的外部設(shè)置有屏蔽罩7。
上述結(jié)構(gòu)的傳感器通過(guò)激勵(lì)、測(cè)量策略的調(diào)整，當(dāng)ECT電極陣列工作時(shí)，使ERT電極處于與地導(dǎo)通的狀態(tài)，即只利用了模擬電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)，回避了由于模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，使ECT系統(tǒng)的測(cè)量精度不依賴(lài)于模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷性能，降低其對(duì)硬件電路的要求。此外，由于采用交叉安裝方式，使該復(fù)合陣列傳感器具有一系列優(yōu)點(diǎn)。例如，ECT與ERT的測(cè)量數(shù)據(jù)分別從不同角度反映被測(cè)對(duì)象的流場(chǎng)分布，其所包含的信息更加豐富，有利于提高雙模態(tài)系統(tǒng)圖像重建的質(zhì)量；交叉式的雙模態(tài)陣列傳感器，擁有豐富的激勵(lì)、測(cè)量策略，使雙模態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集更具靈活性。
所述管道為絕緣材料，所述ECT電極陣列中的ECT電極1為帶有一定弧度的矩形金屬片，以便與管壁緊密貼合，可用不銹鋼、鈦合金或銅片制作。如前所述，根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的不同，ECT電極1可覆以絕緣涂層，也可安裝于管道2外壁。ECT電極1的中心有孔，如圖4所所示，以方便安裝。其安裝在內(nèi)壁時(shí)，具體安裝如圖2所示，圖中的4、5分別為螺栓、螺母，3為一絕緣墊圈，起密封作用。獨(dú)立的ECT電極1如圖4所示。
所述ERT電極1陣列中的ERT電極6，如圖1、2所所示，其理想的安裝方式是將一矩形金屬片貫穿管壁，通過(guò)粘合材料將其與管壁緊密結(jié)合，其在管道2內(nèi)的部分與被測(cè)介質(zhì)接觸，以實(shí)現(xiàn)電阻的測(cè)量，同時(shí)可作為ECT電極陣列的徑向屏蔽電極，即ERT電極陣列具有雙重的功能，其不與外部屏蔽層絕緣。獨(dú)立的ERT電極6如圖5a所示，考慮到制作工藝的限制以及管道2內(nèi)壓力等因素，所述ERT電極6陣列中的電極也可采用如圖5b、5c所示的其它方案。圖5b中，減小所述ERT電極6穿入管道2的軸向長(zhǎng)度，從而降低制作難度。圖5c中，通過(guò)螺栓將ERT電極6與管道2固定，并連接至電阻/電壓傳感器電路，該ERT電極可為一窄條形金屬片，軸向長(zhǎng)度比較靈活，其在一定程度上起到ECT電極陣列的徑向屏蔽作用，也可加裝更完善的徑向屏蔽電極。
圖3是不加外屏蔽罩時(shí)的A向視圖。所述ECT電極1陣列和ERT電極6陣列中的電極的材料主要考慮其耐腐蝕性和電化學(xué)特性，可選擇鈦合金、銅、不銹鋼等材料。
多相流過(guò)程參數(shù)檢測(cè)是本發(fā)明的主要應(yīng)用場(chǎng)合。
綜合考慮敏感場(chǎng)分布、硬件系統(tǒng)信噪比及復(fù)雜度等因素，該復(fù)合陣列傳感器以16個(gè)ECT電極和16個(gè)ERT電極6為最優(yōu)，根據(jù)實(shí)際管道的不同，其技術(shù)參數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。如被測(cè)管道2內(nèi)徑100.0mm，外徑110.0mm，則所用復(fù)合陣列傳感器的設(shè)置為ECT電極位于管道內(nèi)壁，軸向長(zhǎng)度100.0mm，其對(duì)應(yīng)電極張角為15°，即寬度為13.1mm；ERT電極6軸向長(zhǎng)度100.0mm，其徑向長(zhǎng)度為60mm，采用圖5a所述的方式，其對(duì)應(yīng)電極張角為2°，其厚度約為1.7mm。在此情況下，ECT系統(tǒng)和ERT系統(tǒng)的獨(dú)立測(cè)量數(shù)均為16×15/2＝120個(gè)，測(cè)量數(shù)據(jù)較豐富，有利于提高圖像重建質(zhì)量；目前，單模態(tài)ECT或ERT系統(tǒng)也多采用16電極，其硬件系統(tǒng)也較易滿(mǎn)足該雙模態(tài)成像系統(tǒng)的要求。
此外，當(dāng)管道直徑較小時(shí)，具有8個(gè)ECT電極和8個(gè)ERT電極的該復(fù)合陣列傳感器具有特定的優(yōu)勢(shì)。如被測(cè)管道2內(nèi)徑50.0mm，外徑55.0mm，則所用復(fù)合陣列傳感器的設(shè)置為ECT電極位于管道內(nèi)壁，軸向長(zhǎng)度為50.0mm，其對(duì)應(yīng)電極張角為30°，即寬度為13.1mm；ERT電極軸向長(zhǎng)度50.0mm，其徑向長(zhǎng)度為30.0mm，采用圖5a所述的方式，其對(duì)應(yīng)電極張角為2°，其厚度約為0.9mm。在此情況下，ECT系統(tǒng)和ERT系統(tǒng)的獨(dú)立測(cè)量數(shù)均為8×7/2＝28個(gè)，測(cè)量數(shù)據(jù)較前述實(shí)施例大為減少，但同時(shí)被測(cè)管道截面面積減小，可在一定程度上抵消測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)減少對(duì)圖像重建的不利影響；因本實(shí)施例中電極數(shù)僅為前述實(shí)施例的一半，硬件系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，在特定情況下具有優(yōu)勢(shì)。
由于本發(fā)明采用了ECT電極1與ERT電極6交叉安裝的方式，當(dāng)ECT電極陣列工作時(shí)，所述ERT電極6處于接地狀態(tài)，其作用是ECT電極陣列的徑向屏蔽電極，其模擬電子開(kāi)關(guān)處于與地導(dǎo)通的狀態(tài)，不特別涉及模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，因此模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷性能不會(huì)影響ECT系統(tǒng)的信噪比。反之，當(dāng)ERT電極陣列工作時(shí)，所述ECT電極處于接地狀態(tài)或高阻狀態(tài)，且當(dāng)被測(cè)流體為導(dǎo)電性物質(zhì)時(shí)，可將ECT電極1或覆以絕緣涂層或置于管道2外壁，其同樣不會(huì)影響ERT系統(tǒng)的敏感場(chǎng)分布。
基于所述ECT電極1和ERT電極6的交叉安裝方式，可使用靈活的激勵(lì)、測(cè)量策略，以提高雙模態(tài)系統(tǒng)的性能。例如，當(dāng)所述ECT電極1激勵(lì)時(shí)，其相鄰的兩個(gè)ERT電極6可作為ECT電極1的輔助激勵(lì)電極，以增強(qiáng)激勵(lì)信號(hào)。
此外，基于所述ECT電極1和ERT電極6的交叉安裝方式，雖然獨(dú)立測(cè)量數(shù)據(jù)并未增加，但本發(fā)明的復(fù)合陣列傳感器可獲得更多角度的測(cè)量數(shù)據(jù)，合理利用可提高雙模態(tài)系統(tǒng)圖像重建的質(zhì)量。
綜上所述，本發(fā)明ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)復(fù)合陣列傳感器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于ECT電極與ERT電極處于同一截面位置，可獲取同一時(shí)間、同一截面的流場(chǎng)信息；ECT電極與ERT電極交叉安裝于管壁圓周上，二者的測(cè)量數(shù)據(jù)分別從不同角度反映被測(cè)對(duì)象的流場(chǎng)分布，其所包含的信息更加豐富，有利于提高雙模態(tài)系統(tǒng)圖像重建的質(zhì)量。所述ERT電極在ECT電極陣列工作時(shí)與地導(dǎo)通，其作用是ECT電極陣列的徑向屏蔽電極，不但不會(huì)影響ECT傳感器的工作，反而有利于減小被測(cè)電容的動(dòng)態(tài)范圍。交叉式的復(fù)合陣列傳感器，擁有更加豐富的激勵(lì)、測(cè)量策略，使雙模態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集更具靈活性。
以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示意性描述，并不局限于此，附圖中所示只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，若本領(lǐng)域研究人員在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，提出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)形式，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器，該復(fù)合陣列傳感器設(shè)置于被測(cè)對(duì)象的管道上，其特征是該復(fù)合陣列傳感器包括有電極數(shù)量一致的ECT電極(1)陣列和ERT電極(6)陣列，ECT電極(1)陣列和ERT電極(6)陣列均勻、交叉地設(shè)置在被測(cè)管道同一截面的內(nèi)/外壁上，ECT電極(1)陣列和ERT電極(6)陣列中的電極數(shù)分別為8～64個(gè)，在每?jī)蓚€(gè)ECT電極(1)之間設(shè)置ERT電極(6)，在所述ERT電極(6)的外部設(shè)置有屏蔽罩(7)，所述ERT電極(6)與外屏蔽罩(7)不導(dǎo)通；當(dāng)ECT電極(1)陣列工作時(shí)，使ERT電極(6)處于與地導(dǎo)通的狀態(tài)，則ERT電極成為ECT電極陣列的徑向屏蔽電極；當(dāng)ERT電極(6)陣列工作時(shí)，使ECT電極(1)處于高阻狀態(tài)，雖然ECT電極(1)會(huì)產(chǎn)生微小的泄漏電流，但不致影響ERT系統(tǒng)的測(cè)量精度，另外將ECT電極設(shè)置在被測(cè)管道外壁上或?qū)⒃O(shè)置于內(nèi)壁上的ECT電極(1)覆以絕緣涂層，以進(jìn)一步減弱ECT電極(1)對(duì)ERT敏感場(chǎng)的影響；當(dāng)ERT電極(6)陣列工作時(shí)，也能夠使ECT電極(1)處于接地狀態(tài)，則ECT電極成為ERT電極陣列的徑向屏蔽電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合陣列傳感器，其特征是所述ECT電極(1)陣列和ERT電極(6)陣列中的電極數(shù)能夠選用8個(gè)、12個(gè)、16個(gè)、24個(gè)、32個(gè)或64個(gè)之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合陣列傳感器，其特征是所述ECT電極(1)陣列和ERT電極(6)陣列中的電極為矩形金屬片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合陣列傳感器，其特征是所述金屬片為不銹鋼、鈦合金或銅材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種ECT/ERT雙模態(tài)成像系統(tǒng)交叉式復(fù)合陣列傳感器，該傳感器設(shè)置于被測(cè)對(duì)象的管道上，包括有電極數(shù)量一致的ECT電極陣列和ERT電極陣列并均勻、交叉地設(shè)置在被測(cè)管道截面的內(nèi)/外壁上，ECT電極陣列和ERT電極陣列中的電極數(shù)為8～64個(gè)，在每?jī)蓚€(gè)ECT電極之間設(shè)置ERT電極；在所述ERT電極的外部設(shè)置有屏蔽罩。有益效果是在使用該傳感器時(shí)，可獲取被測(cè)流體在同一時(shí)間、同一位置的流場(chǎng)信息，同時(shí)可獲得更多方向上的測(cè)量信息，有利于提高雙模態(tài)系統(tǒng)圖像重建的質(zhì)量。當(dāng)ECT電極陣列工作時(shí)，不涉及模擬電子開(kāi)關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)，ERT電極作為屏蔽電極不會(huì)干擾ECT電極陣列的工作，反而可減小被測(cè)電容的動(dòng)態(tài)范圍，有利于ECT系統(tǒng)的測(cè)量，反之亦然。
文檔編號(hào)G01R27/00GK101025404SQ20071005685
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者王化祥, 崔自強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)