什么是ECT?
ECT(Electrical Capacitance Tomography)是在ROI区域内用于获取特定介电常数分布的一种非侵入式检测方法,这个特定区域通常是指封闭的管道内部。规律是基于ROI区域外部的电极之间电容的测量值来实现,比如管道。下图中,2个电容(C12,15 和 C1,4)作为例子给出。
图1: ECT系统测量原理: 测量电极之间的电容(围绕ROI区域)。
ROI内介电常数分布通过利用测量数据和复杂算法来实现。
由于电容依赖于电极之间材料位置的介电常数的分布,因此可以通过这种方法区分不同介电特性的物质。要获得一个管内的介电常数分布的空间分辨的图像,需要在管道上放置多个电极,并且要测量所有电极间的电容。
应用合适的算法来计算管道内部介电常数的分布。通用ECT系统是基于电容和介电常数之间的线性关系。这样的系统(如LBP或者SIRT系统)成像速度快,但是由于电容和介电常数之间的严重非线性关系,不能通过线性映射来获取高质量的图像重建,因而成像质量不高。研究机构的研究集中在提高重建介电常数图像的质量和实时过程成像的规律上。更进一步,随着测量频率的提高,波传输的影响也受到了关注。另一个重要的问题是在2D重建算法中考虑3D效应,以合理地获取合理图像质量的快速图像重建。
图2:ECT测量系统规律和重建例子结果。显示的是在一个直径为110mm的PVC管道的周围放置16个电极的系统。传过去的激励频率为40MHz,图像采集显示频率为100Hz。