[實用新型]一種電容層析成像系統

有效

• 申請號: 201821805532.2
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN209231255U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 李軼;黃曉清
• 申請（專利權）人: 深圳市聯恒星科技有限公司;清華珠三角研究院
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本實用新型屬于電容層析成像技術領域，具體涉及一種電容層析成像系統，其包括電容層析成像傳感器、信號處理部分和成像部分；電容層析成像傳感器包括內管以及設置在內管外圍的屏蔽罩，內管和屏蔽罩之間設有多個電極片；信號處理部分包括前端放大濾波電路、FPGA，成像部分為ARM處理器和顯示屏，前端放大濾波電路位于屏蔽罩之外，且固定在電容層析成像傳感器上；前端放大濾波電路與電極片一一對應，且通過屏蔽線纜相連；前端放大濾波電路、開關切換陣列、CV轉換電路、第一濾波放大電路、模數轉換器ADC、FPGA依次連接；FPGA控制開關切換陣列的切換。該電容層析成像系統，可對微弱信號提取，在信號傳輸前濾波加強，提高檢測精度。

技術領域

本實用新型屬于電容層析成像技術領域，具體涉及一種電容層析成像系統。

背景技術

電容層析成像利用不同物質具有不同的介電常數這一特性，通過檢測管道中不同物質所對應的介電常數分布，獲得管道橫截面的流體狀況，適合于對各種非導電體組成的混合物進行測量，在石油、化工、電力行業應用很廣。

現有的電容層析成像系統主要包括3個部分：電容傳感器、測量及數據采集、計算機圖像重建。電容傳感器獲取被測物場分布狀況的投影信息，測量及數據采集單元收集傳感器所獲得的信息，并傳送至計算機，計算機根據一定的算法重建出場域分布圖像。

現有的電容層析成像系統有以下缺點：

1)電容傳感器內電極上的信號很弱，再通過同軸電纜的傳輸，信號衰減很大；

2)信號通過同軸電纜傳輸到處理器，中間環節越多，引入的噪聲越多；

3)后續信號噪聲多，信號處理必須進行更多的濾波和信號提取，成本高；

4)計算機圖像重建一般采用計算機，體積大，不便攜，成本高。

實用新型內容

為解決上述背景技術中存在的問題，本實用新型提出一種電容層析成像系統，其在信號傳輸前便進行濾波放大，提高了測量精度，同時具有結構簡單、體積小的優點。

本實用新型解決上述問題的技術方案是：一種電容層析成像系統，其特殊之處在于：

包括電容層析成像傳感器、信號處理部分和成像部分；

電容層析成像傳感器包括內管以及設置在內管外圍的屏蔽罩，所述內管和屏蔽罩之間設有多個電極片，多個電極在內管的外壁上圓周均布；

信號處理部分包括前端放大濾波電路、開關切換陣列、CV轉換電路、第一濾波放大電路、模數轉換器ADC和FPGA；前端放大濾波電路位于屏蔽罩之外，且固定在電容層析成像傳感器上；前端放大濾波電路與電極片一一對應，且通過屏蔽線纜相連；前端放大濾波電路、開關切換陣列、CV轉換電路、第一濾波放大電路、模數轉換器ADC、FPGA依次連接；FPGA控制開關切換陣列的切換；

所述成像部分為ARM處理器和顯示屏；FPGA與ARM處理器數字通信連接；所述顯示屏與ARM處理器通訊連接。

進一步地，上述電容層析成像系統還包括第二濾波放大電路、數模轉換器DAC，第二濾波放大電路的兩端分別與開關切換陣列、數模轉換器DAC輸出端相連，數模轉換器DAC的輸入端與FPGA相連。

進一步地，上述內管為PVC管。

進一步地，上述電極片的數量為八個。

進一步地，上述電極片為銅電極片。

進一步地，上述內管的內徑為52mm，外徑為62mm。

本實用新型的優點：

1、本實用新型提出一種電容層析成像系統，可對微弱信號提取，在信號傳輸前濾波加強，提高檢測精度；