基于DSP的電容層析成像系統(tǒng)及其軟件設(shè)計(jì).pdf

1、電容層析成像(ECT)技術(shù)是目前較為廣泛研究的一種兩相流參數(shù)檢測技術(shù)，它具有成本低、速度快、非侵入性、適用范圍廣和安全性能佳等優(yōu)點(diǎn)，已在諸多方面得到了研究和應(yīng)用。但是技術(shù)還不完善，目前主要集中在實(shí)驗(yàn)室的研究應(yīng)用，真正的工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用不多。 本文以基于DSP的電容層析成像系統(tǒng)為研究對象，主要探討了電容層析成像圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方面有關(guān)的問題。其中以微小電容檢測電路最為關(guān)鍵，詳細(xì)分析了微小電容檢測方法和檢測原理，以及微小電容信號采集的技

2、術(shù)難點(diǎn)，這主要體現(xiàn)在由于被測電容是微小信號，其遠(yuǎn)小于電路中存在的雜散電容和耦合電容，最后采用了交流法電容測量電路和相敏解調(diào)技術(shù)解決了微小電容測量中的技術(shù)難點(diǎn)，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于具有低漂移、高信噪比、建立時間快速的特點(diǎn)；同時采用DSP芯片作為核心控制芯片，分析了DSP做為核心控制芯片的優(yōu)勢和對系統(tǒng)性能的改善作用，其主要優(yōu)點(diǎn)在于提高了數(shù)據(jù)和處理速度，可以方便、快速地與上位機(jī)實(shí)時通信，提高了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時性；設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī)軟件

3、，由軟件控制實(shí)現(xiàn)對耦合電容的誤差補(bǔ)償，以及對數(shù)據(jù)采集過程的控制和上下位機(jī)的通信。 主要完成的工作如下：簡要地說明了多相流檢測技術(shù)對于科研及工業(yè)生產(chǎn)的重要意義，對過程層析成像技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和總結(jié)；根據(jù)電容傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響和設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)加工出了12電極電容傳感器；設(shè)計(jì)了通過一個交流法電容測量電路來檢測微小電容；將相敏解調(diào)原理應(yīng)用到系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對噪聲信號的抑制；分析了耦合電容對系統(tǒng)的影響，通過硬件電路、軟件