电容层析成像系统三维电场分析及阵列电极优化 - 天津大学期刊中心.pdf

第 40 卷 第 9 期 天 津 大 学 学 报 Vol.40 No.9 2007 年 9 月 Journal of Tianjin University Sep. 2007 电容层析成像系统三维电场分析及阵列电极优化 ， 张雪辉 1 2 ，王化祥 1 ，问雪宁 1 （1.天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072；2. 河北工业大学电气与自动化学院，天津 300130） 摘 要 ：通过电磁场有限元软件 ANSYS 仿真，构建电容层析成像（ECT ）系统敏感阵列电极三维模型，分析 ECT 敏感场的“软场”效应，推导计算灵敏度矩阵，并分析敏感阵列电极结构参数对 ECT 电场灵敏度的影响，进而优化 阵列电极结构．实验结果表明，利用优化的阵列电极可获得较均匀的敏感场分布及较高的检测灵敏度，并重构出较 满意的图像． 关键词 ：电容层析成像；阵列电极；“软场”效应；ANSYS；三维电场仿真 中图分类号：TP212 文献标志码 ：A 文章编号 ：0493-2137 （2007 ）09-1041-07 Three-Dimensional Electric Field Simulation and Electrode Array Optimization in Electrical Capacitance Tomography System 1,2 1 1 ZHANG Xue-hui ，WANG Hua-xiang ，WEN Xue-ning （1.School of Electrical Engineering and Automation, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. School of Electrical Engineering and Automation, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China） Abstract ：By using ANSYS for formulation and solution of the finite element, a three- dimensional model of electrical capacitance tomography (ECT) electrode array was constructed. Based on this model, the ‘soft-field’ effect in sensing