[发明专利]非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法

摘要

本发明公开了一种非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法。它由传感器、数据采集模块和图像重建计算机组成，传感器与数据采集模块连接，数据采集模块与图像重建计算机连接。传感器包括绝缘管道、矩形金属电极、相敏解调模块以及直接数字式频率合成器模块。金属电极等间距地安装在绝缘管道的四周，每个金属电极上都固定有各自的相敏解调模块，相敏解调模块通过排线并接并与直接数字式频率合成器模块相连，所有相敏解调模块通过排线与数据采集模块连接。本发明有效克服了接触式电阻层析成像（ERT）存在的电极极化、化学腐蚀等问题，同时具有结构简单、非接触、可适应性强等优点。为两相流体的非接触电阻层析成像提供了有益借鉴。

主权项

一种非接触式电阻层析成像数据采集装置，其特征在于它由传感器、数据采集模块(5)和图像重建计算机(6)组成，传感器与数据采集模块(5)连接，数据采集模块(5)与图像重建计算机(6)连接；传感器包括绝缘管道(1)、多个矩形金属电极(2)、多个相敏解调模块(3)以及直接数字式频率合成器模块(4)，多个矩形金属电极(2)等间距地安装在绝缘管道(1)的四周，多个矩形金属电极(2)与多个相敏解调模块(3)中相对应的相敏解调模块的输入端口相连，多个相敏解调模块(3)通过排线并接后与直接数字式频率合成器模块(4)相连，多个相敏解调模块(3)的输出端口通过排线并接后与数据采集模块(5)连接；由相敏解调模块(3)与直接数字式频率合成器模块(4)组成激励或检测模块，激励或检测模块包括直接数字式频率合成器、引线端子、第一开关、运放U1、0°乘法器U2、90°乘法器U3、R1和C1组成的0°低通滤波电路、R2和C2组成的90°低通滤波电路、第二开关、通用阵列逻辑、控制总线和数据总线；直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号Vref0的第一输出端与第一开关的第一端口连接，第一开关的第二端口与引线端子连接，第一开关的第三端口与运放U1的反向输入端连接，运放U1的同相输入端接地，反馈电阻Rf的一端与运放U1的反向输入端连接，反馈电阻Rf的另一端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端分别与0°乘法器U2的第一输入端、90°乘法器U3的第一输入端连接，0°乘法器U2的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号Vref0的第一输出端连接，90°乘法器U3的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生90°正弦信号Vref90的第二输出端连接，0°乘法器U2的输出端与组成0°低通滤波电路的滤波电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与组成0°低通滤波电路的滤波电容C1的一端以及第二开关的第一端口连接，滤波电容C1的另一端接地，90°乘法器U3的输出端与组成90°低通滤波电路的滤波电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与组成90°低通滤波电路的滤波电容C2的一端以及第二开关的第二端口连接，滤波电容C2的另一端接地，第二开关的第三端口与数据总线连接，第一开关的控制端口和第二开关的控制端口分别与通用阵列逻辑的输出端连接，通用阵列逻辑的输入端与控制总线连接；控制总线上的控制信号通过控制通用阵列逻辑来控制第一开关和第二开关的开关状态。