一、电阻层析成像有限元分析若干技巧（论文文献综述）
陈昱同[1]（2020）在《基于非线性映射的电阻层析成像技术研究》文中提出电阻层析成像技术（Electrical Resistance Tomography,ERT）是一种新兴的可视化过程检测技术,具有非侵入、安全、简单便携、造价低等特点,有着广阔的应用前景。然而,由于ERT的“软场”效应,重建过程具有高度的非线性、不适定性和病态性,导致重建图像退化严重、准确度不高,限制了其应用与发展。降低ERT重建图像退化程度,提高成像精度,一直是国内外ERT研究的重点和热点问题。本文针对ERT的图像退化问题,重点开展了基于非线性映射的ERT重建研究。针对ERT图像退化问题,从ERT图像重建原理和数学模型入手,分析了场域分布与边界测量电压的映射关系。指出了在ERT敏感场中,对边界电压与电导率分布间的映射关系进行线性化近似是导致重建图像退化的主要原因,也是导致场域内灵敏度系数严重的非一致性引起图像退化畸变的重要因素。针对ERT线性化求解对重建图像退化的影响,在分析采用均匀场灵敏度矩阵重建误差影响的基础上,提出了一种对重建图像与灵敏度矩阵关联的交替修正的迭代动态更新重建算法,构建了具有非线性特征的映射关系。该算法根据边界电压的变化与初始灵敏度矩阵引入误差之间的相关性,获得具有惩罚因子的修正系数,对重建后的电导率分布及初始灵敏度矩阵进行修正,并利用修正后的灵敏度矩阵进行图像重建。实验结果表明,新算法可以更加清晰地重构场域内两种介质之间的边界,伪影更少,分布更准确。针对传统算法对ERT非线性映射问题求解困难的情况,提出了一种基于条件式生成对抗网络（Conditional Generative Adversarial Network,CGAN）的ERT重建算法。通过学习边界测量电压与目标图像之间的非线性映射关系,算法实现了深度学习由测量值到图像的端到端的应用,本方法可有效提高重建图像的准确性,使重建图像的细节更清晰,实用性更强;为实现有效学习,针对ERT场域内介质分布具有多样性的特点,提出了一种将介质分布随机化的数据集产生方法并建立了数据集,实验表明,本文所设计的数据集产生方法能够较好地模拟介质分布的多样性。将该网络用于对退化图像进行复原,得到的重建图像也得到进一步优化。针对ERT场中心的敏感度低、重建图像模糊的问题,本文提出了带有中心电极的ERT结构及算法。将带有中心电极的ERT传感器结构用于对场域的激励以提高场域中心的敏感性。为克服中心电极带来的电极附近的成像畸变,提出了一种有限元级图像融合的重建算法,提高了中心场域图像的准确度,利用人工设计的数据集进一步验证了该方法的有效性。
孙世栋[2]（2020）在《基于ERT的混凝土探测成像监测技术研究》文中进行了进一步梳理混凝土结构在服役期间,在环境侵蚀、材料老化、荷载效应及人为或自然的突变效应等因素的耦合作用下将产生损伤累积,结构的安全性和耐久性无法得到保障。对结构进行有效的监测预警,是解决问题的技术途径。电阻层析成像技术（ERT,Electrical Resistance Tomography）,是基于被测物体导电介质分布的一种检测技术,具有低成本、非侵入、可视化、简单易操作的特点,其在结构的监测预警中具有广阔的前景,但由于混凝土结构的非良导体特性,导致ERT技术应用相对困难,为实现ERT技术在混凝土结构中的应用,本文从成像算法、系统搭建、混凝土导电性能改良等方面做了一定研究,主要研究内容如下:（1）确定ERT成像最优算法。根据ERT的基本原理,对ERT数学物理模型及边界条件进行理论推导,正问题的求解是逆问题求解的基础,也是图像反演成像的基础,基于COMSOL软件,对正问题采用有限元求解。根据灵敏度理论,探究线性反投影算法、灵敏度系数法、Landweber迭代算法、牛顿-拉夫逊算法以及共轭梯度算法的成像优劣,通过COMSOL with MATLAB进行仿真试验,仿真试验结果表明:共轭梯度算法成像质量最优。（2）ERT混凝土测试系统搭建。在NI虚拟模块化仪器基础上,基于PXI平台,搭建了一套适合混凝土结构信号采集的测试系统。该测试系统以恒定电流作为激励源,采用相邻激励模式,对16个均布在混凝土结构内的埋入式方形电极进行电流激励,获取边界电压数据,用以图像重建。（3）改良混凝土非良导体特性,提高测试系统采集精度。混凝土材料导电性能差,为了优化混凝土试块的导电性能,本文通过内掺碳纤维的方式,设计正交试验,研究碳纤维掺量,碳纤维长度以及水灰比对掺碳纤维混凝土导电性能的影响,以制备具有良好导电性能的内掺碳纤维的混凝土试块。试验结果表明:水灰比为0.5,碳纤维长度为7mm,碳纤维掺量为0.6%的配合比为最优方式。（4）混凝土ERT技术成像试验研究。基于ERT探测成像系统,对混凝土试块的内部损伤进行了成像试验,分为四个部分。首先,对电极形状进行研究,结果表明方形电极较球形电极产生的敏感场更加均匀,对成像质量的贡献度大;其次,设计了柱式、梁式、板式裂缝成像试验,为探究掺入碳纤维后对成像质量的影响,设计普通混凝土和掺入碳纤维的混凝土的对照试验。试验结果表明:掺入碳纤维后的混凝土试块的导电性能提高,可以保证对混凝土结构内部损伤状态的长时间的监测,提高了混凝土试块的成像质量,且ERT技术可实现对混凝土结构的裂缝的监测;再次,设计了混凝土受热成像试验,分别对混凝土试块的中心、单边侧及双边侧加热,观测混凝土内温度分布成像效果,试验结果表明:ERT可以应用于混凝土结构的受热温度变化监测,可以反映出结构受热后的变化状态;最后,设计多层电极孔洞成像试验,试块等间距排布三层电极阵列,分别对每一层成像,试验结果表明:ERT可以实现多层电极的损伤成像。
陈蒙蒙[3]（2020）在《导电混凝土损伤检测电阻层析成像技术研究》文中提出混凝土健康检测和监测技术对保证混凝土结构的安全性具有重要的意义。电阻层析成像技术（ERT,Electrical Resistance Tomography）是一种具有鲜明特点的新兴计算机层析成像技术,具有成本低、便于携带、成像速度快、非倾入等诸多优点,在混凝土损伤检测领域有广阔的应用前景。传统的混凝土导电性能较差,限制了电阻层析成像技术的应用,基于此,本文对混凝土本身的导电性进行相关研究,编写适用的ERT图像重建算法并进行计算机模拟和实验验证。主要工作如下:（1）对混凝土的导电性能进行相关研究,通过掺入石墨等导电材料增加混凝土的导电性,配制具有良好导电性的混凝土,为层析成像技术的应用提供实验依据。（2）对电阻层析成像技术的原理和数学模型进行研究,采用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics对电阻层析成像技术的正问题进行计算机模拟和建模计算,通过选取不同参数条件（边界条件、剖分精度）进行模拟对比,确定最优正问题模拟参数。（3）对电阻层析成像技术的图像重建算法进行探索研究,基于EIDORS开源代码在MATLAB平台上自主编写反问题求解和图像重建算法,并通过计算机模拟对算法进行功能验证。本文同时编写了重建图像质量评价软件以对图像重建效果进行评价。（4）提出对重建图像添加透明度并叠加的图像二次处理方法,编写图像二次处理程序,该程序可以实现对未知分布场域的电阻率分布情况准确成像。（5）搭建了电阻层析成像数据采集系统。（6）探究电阻层析成像技术对混凝土内部损伤的动态检测能力,基于本文搭建的数据采集系统,对配制的导电混凝土的裂缝损伤、孔洞损伤进行实验,利用本文编写的图像重建算法进行图像重建。实验结果表明:本文搭建的电阻层析成像数据采集系统和图像重建算法对混凝土的裂缝和孔洞进行有效的检测,本文提出的图像二次处理方法可以显着提高图像质量和准确度。
胡远洋[4]（2020）在《双极板电极导电性分布自动测试系统》文中指出双极板作为质子交换膜燃料电池核心的多功能组件,其体电阻和接触电阻参数直接影响着电池的能量装化率。关于双极板与气体扩散层之间的接触电阻测试设备的研制国内外已有诸多研究,但关于双极板本体电阻及电导率分布测试系统研究却鲜有耳闻。目前主要仍采用四探针测试仪等传统系统进行测量,存在测试过程耗时较长,容易受到探针与被测极板接触不良的影响,会损坏被测样品等缺点。电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography,EIT）,是近年来在两相流参数检测领域和医学成像领域颇为热门的图像重建技术。本文在当前国内外研究成果的基础上进行研究,将EIT技术引入双极板导电性分布测试的研究中,设计了用于夹持样品的测试夹具,搭建测试用硬件平台,并基于Labview自编测控软件,基于Matlab实现图像重建算法,最终搭建了一套软硬兼具的试验测试系统,通过电流刺激测试样品,然后采集不同安装位置的传感器测量的电压反馈信息重建了被测双极板的电导率分布信息,该测试系统具有自动化程度高、测试速度快等优点,测试结果与传统仪器系统相比有较高的符合性。主要完成工作有以下几点:首先研究电阻抗成像技术,将其引入双极板导电性分布测试研究,并针对双极板样品特点改良了电阻抗成像正问题过程中使用的有限元分析模型,基于Matlab开发、改良EIT技术逆问题图像重建算法的软件包;其次搭建了用于测试双极板导电性分布的硬件平台,编写了基于Labview的控制测试软件,并集成为一套测试系统对样品进行了电导率分布测试;最后利用遗传算法,定制针对双极板样品的适应度计算方法,优化原有图像重建算法,使系统测试结果更优。
党佳琦[5]（2020）在《基于ERT技术的两相流测量正反问题及实验研究》文中研究说明两相流现象广泛存在于工业生产过程,作为一种复杂的流体流动现象,可能会诱发安全问题,甚至会影响整体系统或设备的稳定可靠运行,如液体火箭发动机高速涡轮泵中的低温密封与轴承系统。获取其物理属性是工业界和科技界一直关注的核心,鉴于其产生的机理较为复杂,采用实验法进行相关属性的测量是最常见的方法。在综合分析现有的两相流属性测量的基础上,本文提出并进行基于电阻层析成像（Electrical Resistance Tomography,ERT）技术的两相流流型的测量,并以此可进一步间接地获知其他两相流参数,如相含率、流量、流速等。研究过程构建正问题理论模型实现了两相流流型的仿真与预测;发展了反问题的基于神经网络模型的流型识别技术,并开展试验对模型进行了验证,具体的工作如下:1、提出了基于ERT技术的两相流流型正问题仿真模型,采用解析法和数值法求解模型,得到了不同流型下的边界电势。正问题为已知敏感场内介质电导率,求两相流敏感场的边界电势。基于ERT构建仿真模型,并求解简化解析解和数值解得到了边界电势结果;通过与已有文献结果数据的对比,平均相对误差均在5%以内,验证了模型的正确性。同时仿真研究电流强度、电极数目和电极宽度对于边界电势的影响,结果表明电流强度和边界电势为线性比例关系,电极数目不应过多或过少,电极宽度不应过宽;为后续实物设计提供了理论支持。2、发展了径向基神经网络（Radial Basis Function,RBF）与ERT技术相结合的两相流流型识别方法,拓宽了由边界电势识别两相流流型的反问题求解思路。反问题为已知敏感场边界电势,求敏感场内介质的电导率分布,进而实现对两相流流型的可视化。研究中采用COMSOL仿真生成芯流、环流边界电势数据样本,采用RBF神经网络进行流型图像重建;通过三角形剖分单元,灰度值填充方式形成重建可视化图像,实现对可视化识别结果的展示。研究结果显示芯流、环流流型识别保真度均接近90%,重建流型图像质量较好。3、设计并搭建了基于ERT技术两相流测量实验平台,开展了相关实验并对实验结果进行了分析。设计完成的两相流实验平台包括传感器模块、数据采集模块和图像重建模块等。一组实验测试结果显示系统可实现既定的测量目标要求,结果具有一定的合理性。理论和实验研究结果对于两相流流型属性的测量具有重要的指导价值,亦可为其他两相流参数的获取提供重要的参考价值。
李坤[6]（2019）在《电阻抗层析目标高精度提取与两相流三维可视化方法研究》文中研究说明两相流广泛存在于石油、化工、能源、动力和制药等工业过程中,两相流的准确测量与高质量可视化对于理解与预测流体动力学、过程操作与控制、分析与优化流体控制装置都有着重大意义。由于两相流中存在相界面、波动现象、空间结构等复杂因素的相互作用,使得两相流中的相分布和流动形态复杂多变。因此,对两相流动过程与状态的详细描述,以及对各相的准确测量与高质量可视化给工程师和科研人员带来了巨大挑战。本文在分析研究国内外两相流测量与可视化技术的基础上,采用电阻抗层析成像技术（Electrical Impedance Tomography,EIT）开展相关研究,并提出了目标高精度提取与两相流三维可视化的方法,旨在提高EIT在两相流目标测量的精度与增强EIT测量结果在显示流型现象和揭示流动机理上的视觉效果。本文主要完成的工作和创新点如下:从电阻抗成像基础理论出发,详细讨论和分析了EIT电极尺寸对电场特性的影响。针对点电极影响有限元仿真精度的问题,提出了一种基于电极节点分组的EIT有限元仿真,并以此优化了EIT正逆问题的求解过程,有效降低了电极尺寸在EIT有限元仿真结果中引入的误差,提高了EIT正问题和灵敏度矩阵的求解精度。同时对常用图像重建算法进行了评估比较,并分析了各种算法的优缺点,在EIT应用中要根据实际的重建目标和要求选择合适的图像重建算法。针对EIT重建图像中存在严重伪影的问题,提出了一种基于尺寸投影和测量参数相关联的目标高精度提取方法。该方法将EIT测量参数引入到目标提取过程进行多步优化,以实现EIT重建图像中被测目标的边界、大小等定量信息高精度提取。通过仿真实验、静态与动态测量实验验证了所提出的尺寸投影法可有效地提高目标测量的精度。针对气液两相流三维可视化的需求和目标测量的基础,提出了一种基于尺寸投影与气泡映射相融合的三维可视化方法,可详细显示气泡尺寸、形状和位置等信息,改善了EIT测量对气液两相流中气泡的可视化结果。通过开展水平、垂直管道中的气液两相流实验验证了该方法的有效性,并对其中关键性参数的影响进行了讨论。此外,还对在线EIT成像算法在气液两相流上的测量性能进行了分析评估,结果表明灵敏度反投影算法适合于水平气液两相流测量成像,而改进的灵敏度反投影算法适合于垂直气液两相流测量成像。针对固液两相流测量与流动状态监测问题,提出了一种采用双平面的EIT系统对固液两相流进行可视化监测的方案,可以实现对固相截面积分数和轴向速度的测量,以及对固体颗粒在管道横截面上分布情况的可视化监测。通过固液两相流实验初步验证了该方案的可行性,结果表明EIT监测的可视化效果与高速相机记录的流动现场一致性较好,并且实验揭示的固液两相流现象与理论相符合。
曹晴晴[7]（2019）在《基于ERT的流化床气相分布测量方法研究》文中认为流化床是化工生产过程中用于气固、液固以及气液固多相介质之间进行质量、动量和热量传递的重要设备。研究气相持率的测量方法,对于深入理解流化床中流动和传质行为具有十分重要的意义。电阻层析成像是一种基于电导率分布进行成像的技术,具有无辐射、响应速度快以及可视化等优势,可以为流化床内气相分布的测量提供一种有效方法。针对气液固三相流化床中气相分布的测量,本文根据气液固三相流化床的特点,在电压激励电流测量模式下进行了传感器的优化设计、数据采集系统的搭建以及对系统中存在的寄生电阻的研究。并研究分析具体的气相持率估计方法,最后在搭建的系统中进行了验证。主要工作如下:1、设计电压激励电流测量模式下电阻层析成像（Electrical Resistance Tomography with Voltage Excitation,ERTv）的传感器阵列。在仿真中分析电压激励下敏感场内电势分布的具体情况,并利用边界测量值强度、空间灵敏度均匀性和重构图像相关系数三个优化指标,对ERTv传感器阵列的电极占空比和电极轴向长度进行了优化设计。2、搭建一套基于LCR表的ERTv系统。该系统由LCR表施加电压激励,并收集各电极上的测量电流,通过LCR表中的自平衡电路,直接获取激励电极和测量电极之间的阻抗值。该系统中各通道的激励测量顺序由Arduino单片机通过控制模拟开关来实现。初步测试结果表明,该系统已稳定工作,可获得精确的ERT测量数据。3、研究分析ERTv系统中的寄生电阻在背景电导率变化时对测量和成像的影响。在评估寄生电阻对重构图像的影响过程中,本文提出以寄生电阻与背景电导率的乘积为评价指标分析寄生电阻对重构图像的影响,得出当该指标小于3×10-2时,寄生电阻对系统的影响可以忽略不计,并给出寄生电阻与系统可测电导率范围的对应表。4、针对本文研究对象,在对常用气相持率估计方法进行总结的基础上,以实现气相持率分布测量为目标,研究了利用表示相对变化的动态重构图像和周边测量值估计截面绝对电导率分布的方法。最后,在气液两相和气液固三相静态实验初步验证了本文方法的可行性。
王文波[8]（2018）在《基于三维电阻层析成像的盾构机超前探测方法研究》文中指出在城市地铁施工中盾构机由于自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响等特点,己经成为隧道施工中最重要的工程机械。然而盾构机在地质情况复杂的地区施工时,由于施工前地质勘探的盲点无法避免,造成盾构机施工过程中突水、孤石、溶洞等地质灾害的事故并不少见。这类事故的发生导致盾构机被卡、甚至被埋等危险。不仅增加工程建设的费用而且很有可能导致整条地铁施工线路的改变,严重影响地铁施工的进展。若能够在盾构机服役中对盾构机前方的地质情况进行实时三维探测与显示,将有效避免上述问题,为此本文以三维电阻层析成像理论为出发点,研究基于层析成像的盾构机超前探测方法。本文的主要研究内容如下:（1）根据盾构机三维超前探测系统的原理,针对直流激励时电流线发散的问题,利用同性相斥的原理,改进了电极阵列的观测模式,解决了激励电流线发散的问题,有利于超前探测的实现。（2）设计了盾构机超前探测的硬件,激励模式及测量模式。将盾构机超前探测的硬件设计科学地划分为电极模块、激励源模块、选通模块、数据测量模块,并设计了其相应的硬件电路。（3）基于电阻层析成像原理分析并构建了盾构机三维电阻层析成像的正演模型,具体为利用有限元实现了三维电阻层析的正演计算,并以此为基础编写了盾构机超前探测反演程序。（4）基于相似性原理设计了盾构机超前探测三维地电模型,搭建了模拟实验平台,通过改变实验条件进行盾构机超前探测模拟实验,并对实验数据进行分析,得到盾构机超前探测反演结果。
王湃[9]（2013）在《电阻层析成像（ERT）技术及其在两相流检测中的应用》文中研究指明电阻层析成像技术（Electrical Resistance Tomography）是电学过程层析成像技术的一种，其理论基础为电磁场的似稳场理论。ERT技术具有低成本、无放射性、非侵入、可视化等特点。近年来，随着ERT技术在医疗、地质勘探、工业过程、多相流检测等领域的迅猛发展，它已经成为可视化检测领域的代表技术和研究热点。在众多检测领域中，ERT技术在两相流检测中的应用，是最具前景的研究课题。但是，ERT技术发展至今，仍有一些理论难点和技术瓶颈制约着ERT技术在两相流检测中的发展和工程应用。例如：（1）对ERT敏感场的研究大多集中在二维模型，对三维模型的研究甚少。（2）对ERT传感器的频率特性研究，大多停留在理论分析层面，特别是“连接阻抗”对电阻/电导测量结果的影响，很少有量化的实验研究。（3）针对ERT系统的非线性特点，提出有效的传感器优化方法。在优化方法中急需解决在复杂流型中各优化指标之间的不可比性与矛盾性。（4）开发快速高精度的图像重建算法，特别是对人工智能算法的开发。（5）如何提高ERT系统的信噪比与实时性。针对上述问题，本文在前人研究的基础上，以ERT技术在气/液两相流检测中的应用为工程背景，以有限元仿真结果与实际测试数据为依据，对ERT技术进行了一系列的研究。本文的主要工作和贡献如下：1.针对二维敏感场的局限性，通过Comsol软件建立三维模型，深入地探讨了改变电极尺寸对三维敏感场分布的影响，并对“边缘效应”作了量化的分析。另外，利用作者开发的ERT系统仿真软件，从灵敏度的角度对ERT敏感场的“软场”特性进行详细研究。2.对电极的等效电路进行频率分析，设计了点电极阵列和矩形电极阵列两种ERT传感器，并借助于英国Manchester大学的“基于阻抗分析仪的ERT测试平台”在牛奶流中进行了频率特性测试。测试结果表明：改变电极面积，将直接改变电极的电池常数，从而影响对电阻/电导测量的结果。另外增加电极面积可以减小“连接阻抗”的影响，获得更稳定的频率特性。上述研究，为传感器的优化设计和图像重建的解释提供了依据和便利，更为电阻层析成像技术在食品检测领域的应用进行了有益的探索。3.提出一种将正交设计与模糊分析相结合的ERT传感器的多指标优化方法。该方法运用模糊数学的思想通过定义ERT指标满意度（ERTIS）和ERT指标综合满意度（ERTIOS）的概念及构造它们的满意度函数，建立一种新的科学合理的模糊评价方法。它把量纲、物理意义完全不同的ERT传感器的各项指标，统一为对ERT指标的满意度，并在满意程度上具有可比性。通过ERTIOS对多指标正交实验中ERT传感器各性能指标进行模糊分析，将多指标正交实验问题转化为单指标的正交实验问题。选择ERT传感器的均匀性指标和相关系数指标作为优化目标，采用多指标正交设计安排实验。实验因素包括三维ERT传感器结构的三个主要参数，即：电极的高度、宽度以及电极数目。利用ERT指标综合满意度（ERTIOS）对实验结果进行模糊分析，从而得出优化的ERT传感器结构参数。实验结果表明：经过优化的ERT传感器可以同时获得分布较为均匀的敏感场和更高质量的图像，使ERT传感器的ERTIOS提高13.75%以上。与全面搭配法相比，实验次数减少66%。该方法实验因素主次顺序可知，实验结果直观可靠，具有很强的实用性。4.为提高图像重建算法的精度，提出一种改进的粒子群算法用于ERT图像重建。该算法使用最小二乘支持向量机对若干典型流型的图像样本进行训练，进而预测由灵敏度矩阵产生的测量电压误差。基于该电压误差构建粒子群优化的适应度函数，为避免粒子群陷入局部最优，采用惯性因子的非线性动态调整方法和粒子速度的变异操作对标准粒子群优化进行改进。利用这个改进的粒子群优化算法搜索重建图像的最优解。仿真实验结果表明，本算法与Landweber算法相比，图像精度可提高近50%，对于一些典型流型，图像误差可降至20%以下。5.为了提高ERT系统的信噪比和实时性，提出了一个基于双极性脉冲电流激励下的ERT传感器测量模型，用于电极化表面的暂态过程分析。分析发现由于电极化效应，在激励电极对之间产生大量积累电荷。这部分残留电势在高频激励时将产生巨大的测量噪声，它的衰减速度大大影响了ERT系统的实时性。因此设计了一种新的高速放电电路，用于消除这部分残留电势所产生的测量噪声。该电路具有放电速度快，放电门限可调，自动判别电荷极性等优点。最后，对该电路的去噪效果进行了理论推导和仿真实验。实验结果表明：该电路可以有效地消除激励电极间的残留电势，提高了ERT系统的信噪比。更重要的，该技术的应用显着的提高了ERT系统的实时性，对ERT技术实现工业在线检测具有重大意义。6.设计并研发了一套基于双极性脉冲激励下的ERT实验系统。该实验系统采用16电极ERT传感器构成传感器单元，以单片机为核心构造测量与数据采集单元。在每个单元中，给出了各电路模块设计的指导性原则和需注意的问题，并提供了各电路模块的调试程序。最后采用乒乓球模拟气泡，给出了该实验系统在气/液两相流检测中的静态实验结果。
许超[10]（2012）在《基于Kalman滤波的电阻层析成像图像重建研究》文中进行了进一步梳理电阻层析成像技术是基于电导（阻）敏感场机理的过程层析成像技术。根据被测场域的电特性,通过特殊设计的传感器电极以非侵入或非接触方式获取被测场域的电导（阻）率分布，进而重建出场域内部图像。电阻层析成像技术因其价格低、响应速度快、安全性能好、无损可视化测量手段，在工业和医学领域具有广阔的应用前景。在阅读大量参考文献的基础上，本文归纳总结了电阻层析成像对两相流检测技术发展的重要意义，阐明了电阻层析成像的基本原理及结构特点，描述了电阻层析成像技术的研究现状，指出其亟待解决的难点问题。根据以上分析，本文对敏感场分布计算和图像重建算法进行了深入研究，主要工作如下：首先，通过COMSOL有限元软件和Matlab软件，对圆形场域的电阻层析成像系统进行二维电场仿真。研究传感器电极和激励-测量模式的参数选择，建立电阻层析成像系统正问题的求解过程，得出场域内部电势、电场分布情况以及边界电压值等正问题信息。其次，本文基于COMSOL Script仿真软件和电势分布理论，研究快速求解电阻层析成像敏感场的计算方法，为图像重建提供有力的数据信息。最后，从分析逆问题的理论基础入手，提出一种利用Kalman滤波进行电阻层析成像图像重建的方法，并介绍了图像相关系数和图像误差两种评价指标。本文选取12电极的电阻层析成像系统为研究对象，在6种典型电导率分布的仿真实验验证下，并与线性反投影算法和Landweber迭代算法比较，得出Kalman滤波算法成像的相关系数最佳、误差最小。以此证明，Kalman滤波是一种精度高且对噪声干扰有较好鲁棒性的图像重建算法。
二、电阻层析成像有限元分析若干技巧（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电阻层析成像有限元分析若干技巧（论文提纲范文）
（1）基于非线性映射的电阻层析成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 电阻层析成像的概念及技术优势 |
| 1.1.2 电阻层析成像的应用及研究前景 |
| 1.2 电阻层析成像技术的研究进展 |
| 1.2.1 电学层析成像重建算法的研究进展 |
| 1.2.2 深度学习在电学成像中的应用发展 |
| 1.2.3 阻抗激励测量模式的研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容及组织结构 |
| 1.3.1 现有研究工作的挑战 |
| 1.3.2 本文的主要研究工作 |
| 1.3.3 论文组织结构 |
| 第二章 ERT图像退化分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ERT技术基本原理 |
| 2.2.1 ERT的测量原理 |
| 2.2.2 ERT的数学模型 |
| 2.2.3 基于有限元法的ERT重建 |
| 2.3 ERT图像退化分析 |
| 2.3.1 ERT图像退化现象及评价标准 |
| 2.3.2 有限元剖分对正问题计算的影响 |
| 2.3.3 敏感场特性对反演重建的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于灵敏度误差估计的ERT修正算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于灵敏度误差估计的ERT图像修正算法 |
| 3.2.1 均匀场灵敏度矩阵引起的重建误差估计 |
| 3.2.2 基于误差惩罚的图像修正算法 |
| 3.2.3 重建图像及灵敏度矩阵交替修正算法流程 |
| 3.3 图像重建实验及分析 |
| 3.3.1 仿真实验结果及分析 |
| 3.3.2 实测实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于条件式生成对抗网络的ERT重建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ERT数据集的产生 |
| 4.2.1 电导率分布图像集合的产生 |
| 4.2.2 边界电压集合的产生 |
| 4.3 基于条件式生成对抗网络的ERT重建 |
| 4.3.1 训练目标函数 |
| 4.3.2 ERT条件式生成对抗网络设计 |
| 4.3.3 基于自适应判别网络的训练流程 |
| 4.4 基于CGAN的 ERT重建实验及分析 |
| 4.4.1 CGAN网络参数设定 |
| 4.4.2 仿真实验结果及分析 |
| 4.4.3 实测实验结果及分析 |
| 4.5 基于CGAN的重建图像复原及实验分析 |
| 4.5.1 基于CGAN的重建图像复原网络结构 |
| 4.5.2 实验及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 带有中心电极的ERT图像重建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带有中心电极的ERT传感器设计 |
| 5.2.1 传感器结构设计 |
| 5.2.2 混合激励测量模式分析 |
| 5.3 带有中心电极的ERT图像融合算法研究 |
| 5.3.1 场域敏感性分析 |
| 5.3.2 中心激励模式的电导率分布重建 |
| 5.3.3 融合重建算法研究 |
| 5.4 图像重建实验及分析 |
| 5.4.1 实验设置 |
| 5.4.2 仿真实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于ERT的混凝土探测成像监测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 混凝土无损检测技术概述 |
| 1.3 ERT技术国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 ERT技术理论基础 |
| 引言 |
| 2.1 ERT技术理论分析 |
| 2.1.1 ERT的基本原理 |
| 2.1.2 ERT的物理模型 |
| 2.1.3 ERT的边界条件 |
| 2.1.4 ERT的数学基础与模型 |
| 2.2 ERT的正逆问题 |
| 2.2.1 ERT的正问题 |
| 2.2.2 ERT的逆问题 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 混凝土ERT测试系统及图像重建 |
| 引言 |
| 3.1 ERT测试系统组成 |
| 3.2 ERT测试系统信号获取模块 |
| 3.2.1 ERT系统激励单元 |
| 3.2.2 ERT系统电极阵列单元 |
| 3.2.3 ERT系统数据采集及处理单元 |
| 3.3 ERT系统图像重建模块 |
| 3.3.1 ERT图像重建理论基础 |
| 3.3.2 ERT图像重建算法 |
| 3.3.3 ERT图像重建用户界面设计 |
| 3.3.4 ERT重建算法评价 |
| 3.4 图像仿真模拟 |
| 3.4.1 不同算法的仿真试验 |
| 3.4.2 不同算法的实时性分析 |
| 3.4.3 不同算法的图像评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 内掺碳纤维混凝土电阻率试验研究 |
| 引言 |
| 4.1 内掺碳纤维的混凝土导电机理 |
| 4.2 内掺碳纤维混凝土试件制备 |
| 4.2.1 试验原材料及试验设备 |
| 4.2.2 试件制备及养护方式 |
| 4.2.3 试验电极的选择 |
| 4.3 内掺碳纤维的混凝土试验研究 |
| 4.3.1 正交试验方案设计 |
| 4.3.2 正交试验结果讨论与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 混凝土ERT技术成像试验研究 |
| 引言 |
| 5.1 ERT电极形状设计 |
| 5.1.1 ERT电极形状选择 |
| 5.1.2 ERT电极形状模拟 |
| 5.1.3 ERT电极形状试验 |
| 5.2 ERT多层电极设计 |
| 5.2.1 ERT多层电极排布形式 |
| 5.2.2 ERT多层电极激励及测量方式 |
| 5.2.3 ERT多层电极图像重建方式 |
| 5.3 混凝土裂缝损伤成像试验研究 |
| 5.3.1 试验方案设计 |
| 5.3.2 试验材料及试块制备 |
| 5.3.3 试验结果讨论与分析 |
| 5.4 混凝土受热成像试验研究 |
| 5.4.1 试验方案设计 |
| 5.4.2 试验材料及试块制备 |
| 5.4.3 试验结果讨论与分析 |
| 5.5 多层电极混凝土孔洞成像初步 |
| 5.5.1 试验方案设计 |
| 5.5.2 试验材料及试块制备 |
| 5.5.3 试验结果讨论与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（3）导电混凝土损伤检测电阻层析成像技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 混凝土结构健康检测技术研究现状 |
| 1.3 电阻层析成像技术研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 导电混凝土制备及其导电性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 导电混凝土试件制备 |
| 2.5 电阻率测试 |
| 2.6 实验结果及分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 电阻层析成像技术及其正问题模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ERT系统的构成 |
| 3.3 ERT技术原理 |
| 3.4 ERT正问题描述与有限元求解 |
| 3.5 ERT正问题的有限元数值模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 ERT反问题描述及图像重建算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ERT反问题描述 |
| 4.3 ERT反问题求解方法 |
| 4.4 基于EIDORS的 ERT图像重建算法研究 |
| 4.5 图像重建算法质量评价标准 |
| 4.6 反问题求解及图像重建算法的数值模拟验证 |
| 4.7 不同激励条件下的ERT反问题模拟研究 |
| 4.8 数据缺失情况下的ERT反问题模拟研究 |
| 4.9 图像二次处理算法研究 |
| 4.10 本章小结 |
| 5 导电混凝土的ERT实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ERT系统搭建 |
| 5.3 混凝土损伤实验研究 |
| 5.4 本章总结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）双极板电极导电性分布自动测试系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 电阻抗成像技术简介 |
| 1.3 EIT技术国内外发展相状 |
| 1.4 本文主要研究内容与创新之处 |
| 第二章 电阻抗成像技术的理论研究 |
| 2.1 EIT技术基本原理 |
| 2.2 EIT正问题过程 |
| 2.3 EIT逆问题过程 |
| 2.3.1 动态成像算法研究 |
| 2.3.2 静态成像算法研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双极板导电性分布测试系统总体设计 |
| 3.1 系统总体设计方案 |
| 3.2 重要参数的选择 |
| 3.2.1 测试方法选择 |
| 3.2.2 测试电极数量 |
| 3.2.3 剖分数量 |
| 3.2.4 电极接触位置 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 双极板导电性分布测试系统模块设计 |
| 4.1 测试模块设计 |
| 4.1.1 夹具设计 |
| 4.1.2 测试使用设备选择 |
| 4.2 数据处理模块设计 |
| 4.2.1 模拟计算样品边值 |
| 4.2.2 不同图像重建方法结果比较 |
| 4.3 控制模块 |
| 4.3.1 整体流程 |
| 4.3.2 控制模块程序 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双极板导电性分布测试系统校验 |
| 5.1实物样品实验 |
| 5.2 Noser先验的高斯-牛顿算法 |
| 5.3 总变差正则化重建算法分析 |
| 5.3.1 定性检验 |
| 5.3.2 定量测试与小结 |
| 5.3.3 参数寻优 |
| 5.4 改良算法 |
| 5.4.1 遗传算法简介 |
| 5.4.2 遗传算法过程 |
| 5.4.3 遗传算法适用于总变差正则化超参数选择 |
| 5.5 改良算法应用于双极板电阻率分布图像重建 |
| 5.6 其他样品测试 |
| 5.7 本系统与传统测量系统结果偏差的分析及改进方向探究 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于ERT技术的两相流测量正反问题及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究目的及意义 |
| 1.2 两相流测量国内外研究进展 |
| 1.2.1 两相流的概念及特点 |
| 1.2.2 两相流研究现状 |
| 1.3 ERT技术国内外研究进展 |
| 1.3.1 ERT技术简介 |
| 1.3.2 ERT研究现状 |
| 1.4 论文内容及章节安排 |
| 第二章 基于ERT技术的两相流测量正问题分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ERT基本原理 |
| 2.3 正反问题分析 |
| 2.4 基于ERT的两相流模型及解析法 |
| 2.5 基于COMSOL的两相流测量数值仿真及求解 |
| 2.5.1 模型构建及边界条件 |
| 2.5.2 仿真实现 |
| 2.6 解析解与数值解的研究 |
| 2.6.1 解析解与数值解 |
| 2.6.2 电流及电极的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于ERT技术的两相流测量反问题分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 RBF神经网络 |
| 3.3 基于RBF的两相流流型图像重建 |
| 3.3.1 ERT边界电势测试样本形成 |
| 3.3.2 基于RBF神经网络的流型图像重建 |
| 3.4 两相流图像可视化 |
| 3.4.1 网格单元及节点划分 |
| 3.4.2 网格节点坐标 |
| 3.4.3 网格单元填充 |
| 3.5 两相流流型重建图像质量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于ERT技术的两相流实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ERT系统硬件设计 |
| 4.3 基于ERT的实验系统关键单元 |
| 4.3.1 ERT数据采集系统 |
| 4.3.2 双极性脉冲电流源 |
| 4.3.3 激励与测量电极选择的实现 |
| 4.3.4 放电电路 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）电阻抗层析目标高精度提取与两相流三维可视化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 相关技术的发展概况 |
| 1.2.1 两相流测量与可视化技术概况 |
| 1.2.2 电阻抗成像研究的发展概况 |
| 1.3 论文主要工作与创新点 |
| 1.3.1 论文创新点 |
| 1.3.2 论文组织结构 |
| 第二章 两相流理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 两相流基本流动参数 |
| 2.3 气液两相流流型 |
| 2.3.1 水平管道中的流动形态 |
| 2.3.2 垂直管道中的流动形态 |
| 2.4 固液两相流流型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于电极节点分组的EIT有限元求解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电阻抗层析理论基础 |
| 3.3 电极尺寸在EIT求解过程的影响 |
| 3.4 基于电极节点分组的EIT正问题求解 |
| 3.4.1 有限元剖分与计算 |
| 3.4.2 电极节点分组建模 |
| 3.4.3 仿真与测量结果对比 |
| 3.5 基于电极节点分组的EIT逆问题求解 |
| 3.5.1 灵敏度矩阵求解 |
| 3.5.2 图像重建算法分析与评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于尺寸投影的目标高精度提取方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于尺寸投影法的目标提取方法 |
| 4.2.1 工程阈值目标提取方法的分析 |
| 4.2.2 自适应阈值目标提取方法的分析 |
| 4.2.3 尺寸投影法 |
| 4.3 仿真与实验验证 |
| 4.3.1 仿真实验验证 |
| 4.3.2 静态实验验证 |
| 4.3.3 动态气液两相流实验验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于尺寸投影与气泡映射相融合的三维可视化方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气液两相流装置 |
| 5.3 在线EIT算法的测量性能分析 |
| 5.4 气液两相流三维可视化 |
| 5.4.1 气泡映射可视化方法分析与评估 |
| 5.4.2 尺寸投影与气泡映射相融合的三维可视化 |
| 5.5 气液两相流实验验证 |
| 5.5.1 水平气液两相流 |
| 5.5.2 垂直气液两相流 |
| 5.6 关键参数影响的讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于电阻抗层析的固液两相流可视化测量方案 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 固液两相流装置与实验参数 |
| 6.3 固液两相流可视化测量 |
| 6.3.1 固相截面积分数测量 |
| 6.3.2 固相轴向速度测量 |
| 6.3.3 固液两相流动特征提取 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 展望与不足 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）基于ERT的流化床气相分布测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 气液固三相流化床 |
| 1.1.2 气液固三相流化床测试技术 |
| 1.2 电阻层析成像技术国内外现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第二章 电阻层析成像理论基础 |
| 2.1 正问题描述 |
| 2.2 有限元方法 |
| 2.3 逆问题描述 |
| 第三章 传感器阵列优化设计 |
| 3.1 优化指标的选取 |
| 3.2 电极占空比的优化 |
| 3.3 电极轴向长度的优化 |
| 3.4 传感器综合设计 |
| 3.5 电极的安装 |
| 第四章 ERTv系统的搭建及寄生电阻的研究 |
| 4.1 ERTv系统的搭建 |
| 4.2 寄生电阻的存在及影响 |
| 4.2.1 寄生电阻的仿真 |
| 4.2.2 寄生电阻对测量的影响 |
| 4.3 寄生电阻在不同背景电导率下的影响情况 |
| 4.4 实际系统适用电导率测量范围预测 |
| 第五章 气相持率的测量 |
| 5.1 常用气相持率估计方法 |
| 5.1.1 基于重构图像灰度值的相持率估计 |
| 5.1.2 基于边界测量数据估计法 |
| 5.1.3 基于Maxwell模型法的相持率估计 |
| 5.1.4 小结 |
| 5.2 气相持率分布的研究 |
| 5.2.1 绝对电导率值的分布 |
| 5.2.2 不同的区域气相持率下的气相持率估计 |
| 5.3 静态实验气相持率估计 |
| 5.3.1 气液两相静态实验 |
| 5.3.2 气液固三相静态实验 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）基于三维电阻层析成像的盾构机超前探测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 盾构机超前探测成像系统 |
| 2.1 盾构机三维超前探测系统原理 |
| 2.2 盾构机三维超前探测系统硬件 |
| 2.2.1 盾构机三维超前探测电极模块 |
| 2.2.2 电极旋转模块 |
| 2.2.3 主控模块 |
| 2.2.4 激励源模块 |
| 2.2.5 激励选通模块 |
| 2.2.6 测量选通模块 |
| 2.2.7 数据测量模块 |
| 2.3 盾构机三维超前探测软件 |
| 2.3.1 层析成像算法 |
| 2.3.2 超前探测成像演示软件 |
| 2.4 超前探测激励模式 |
| 2.5 超前探测测量模式 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 三维电阻层析成像超前探测正演方法 |
| 3.1 盾构机三维电阻层析超前探测正演问题 |
| 3.2 三维电场概述 |
| 3.3 三维聚焦电场中点电源场的基本方程 |
| 3.4 三维聚焦电场的边值问题和变分问题 |
| 3.4.1 边值问题 |
| 3.4.2 三维聚焦电场的变分问题 |
| 3.5 三维正演的有限元分析 |
| 3.5.1 三维正演有限元模型构建 |
| 3.5.2 异常电位求解 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 三维电阻层析成像超前探测反演方法 |
| 4.1 反问题描述 |
| 4.2 反演算法 |
| 4.2.1 非迭代算法 |
| 4.2.2 迭代算法 |
| 4.3 基于光滑约束的三维电阻层析最小二乘反演 |
| 4.3.1 基于光滑约束的三维电阻层析反演方程 |
| 4.3.2 三维电阻层析反演程序 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 盾构机超前探测三维层析成像模拟实验 |
| 5.1 超前探测实验平台总体方案设计 |
| 5.1.1 机械结构方案 |
| 5.1.2 超前探测方案 |
| 5.1.3 异常体与隧道围岩材料选择方案 |
| 5.1.4 超前探测观测方案 |
| 5.1.5 数据采集方案 |
| 5.2 基于相似性原理的盾构机超前探测模型设计 |
| 5.2.1 相似性原理概述 |
| 5.2.2 盾构机超前探测模型设计 |
| 5.2.3 超前探测模型设计 |
| 5.3 有限元仿真实验 |
| 5.4 盾构机超前探测模拟实验 |
| 5.4.1 盾构机超前探测模拟测量数据 |
| 5.4.2 盾构机超前探测灵敏度 |
| 5.4.3 盾构机模拟实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）电阻层析成像（ERT）技术及其在两相流检测中的应用（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 插图目录 |
| 表格目录 |
| 核心词汇注解 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景知识——两相流的检测 |
| 1.1.1 两相流的概念及特点 |
| 1.1.2 两相流检测技术及其意义 |
| 1.2 电阻层析成像（ERT）技术综述 |
| 1.2.1 ERT 技术的历史回顾 |
| 1.2.2 ERT 系统构成及技术特点 |
| 1.2.2.1 ERT 传感器单元 |
| 1.2.2.2 测量与信号采集单元 |
| 1.2.2.3 图像重建单元 |
| 1.2.3 ERT 技术再工程化研究及实例 |
| 1.2.4 ERT 技术发展中急需解决的难题 |
| 1.2.5 ERT 技术发展及应用前景展望 |
| 1.3 论文的研究意义及主要内容 |
| 1.3.1 论文的研究意义 |
| 1.3.2 论文主要章节安排 |
| 1.3.3 论文的主要创新及贡献 |
| 第二章 ERT 技术的数学物理基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 Radon 变换与 Radon 逆变换 |
| 2.1.2 PT 技术的实质 |
| 2.1.3 ERT 技术的正问题与反问题 |
| 2.2 ERT 的数学模型 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.4 ERT 的正问题求解 |
| 2.4.1 ERT 正问题的解析解 |
| 2.4.2 ERT 正问题的有限元解 |
| 2.5 ERT 系统有限元分析软件的开发及实现 |
| 2.5.1 开发平台的选取和有限元分析软件的结构 |
| 2.5.2 预处理模块 |
| 2.5.2.1 输入模型参数 |
| 2.5.2.2 场域剖分与线性差值 |
| 2.5.2.3 加载边界条件 |
| 2.5.2.4 流型设置 |
| 2.5.3 有限元分析模块 |
| 2.5.3.1 集成总纲矩阵 |
| 2.5.3.2 形成有限元方程 |
| 2.5.3.3 有限元方程求解 |
| 2.5.4 后处理模块 |
| 2.5.4.1 电势分布图 |
| 2.5.4.2 灵敏度分布图 |
| 2.5.4.3 各种图像重建算法成像效果 |
| 2.5.5 仿真软件的可靠性验证 |
| 2.5.5.1 有限元仿真结果与解析解的对比 |
| 2.5.5.2 基于 MATALB 的仿真结果与 COMSOL 计算结果的比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 ERT 传感器的敏感场特性与频率特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ERT 传感器的敏感场特性分析 |
| 3.2.1 ERT 传感器的二维敏感场分析 |
| 3.2.1.1 电极数目对敏感场的影响 |
| 3.2.1.2 电极宽度对敏感场的影响 |
| 3.2.1.3 激励模式对敏感场的影响 |
| 3.2.2 ERT 传感器的“软场”特性分析 |
| 3.2.2.1 小区域内电导率变化对“软场”特性的影响 |
| 3.2.2.2 大区域（流型）内电导率变化对“软场特性”的影响 |
| 3.2.3 ERT 传感器的三维敏感场分析 |
| 3.2.3.1 二维场的局限性与三维仿真模型的建立 |
| 3.2.3.2 电极尺寸对三维敏感场影响 |
| 3.2.3.3 电极形状和结构对三维敏感场影响 |
| 3.3 ERT 传感器的频率特性分析 |
| 3.3.1 ERT 电极的等效电路 |
| 3.3.2 两种规格的 ERT 传感器在牛奶中的频率特性实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 ERT 传感器多指标优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模糊评价方法的建立 |
| 4.2.1 ERT 传感器的性能指标 |
| 4.2.2 ERT 指标满意度 |
| 4.2.3 ERT 指标满意度函数 |
| 4.2.4 ERT 指标综合满意度 |
| 4.2.5 ERT 指标综合满意度函数 |
| 4.3 三维 ERT 传感器结构参数的多指标优化 |
| 4.3.1 ERT 传感器的三维仿真和优化参数的选取 |
| 4.3.2 优化参数的选取 |
| 4.3.3 优化目标的确定 |
| 4.3.4 优化方法 |
| 4.4 L_y (3~4)的正交实验设计及多指标模糊分析 |
| 4.4.1 实验结果客观指标分析 |
| 4.4.2 图像重建结果与分析 |
| 4.5 三种优化方法实验结果的对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 ERT 图像重建算法的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 现有的 ERT 图像重建算法研究 |
| 5.2.1 非迭代算法（直接法） |
| 5.2.2 迭代算法 |
| 5.2.3 三种典型算法的比较 |
| 5.2.4 三种典型算法的成像效果 |
| 5.3 一种用于 ERT 图像重建的改进的粒子群算法 |
| 5.3.1 最小二乘支持向量机 |
| 5.3.2 最小二乘支持向量机在 ERT 图像重建中的作用 |
| 5.3.3 基于粒子群优化的图像重建算法 |
| 5.3.4 适应度函数的选择 |
| 5.3.5 惯性权重的调整 |
| 5.3.6 算法流程 |
| 5.3.7 仿真结果及算法评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于双极性脉冲电流激励的 ERT 系统的研究与开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 提高 ERT 系统信噪比与实时性能的研究 |
| 6.2.1 基于双极性脉冲电流激励的电阻测量模型 |
| 6.2.2 电阻测量电路的暂态过程分析 |
| 6.2.3 仿真实验及其结果分析 |
| 6.2.4 高速放电电路的设计 |
| 6.2.5 高速放电电路的仿真实验及结果 |
| 6.3 ERT 硬件系统的开发及调试 |
| 6.3.1 传感器单元 |
| 6.3.2 测量与数据采集单元 |
| 6.4 模拟两相流的静态成像实验及分析 |
| 6.4.1 两相流垂直管道模拟实验装置 |
| 6.4.2 单一物体在同一界面不同位置的离线成像实验 |
| 6.4.3 两物体同一界面不同位置的离线成像实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（10）基于Kalman滤波的电阻层析成像图像重建研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电阻层析成像技术的研究意义 |
| 1.2 电阻层析成像技术的基本原理和结构特点 |
| 1.3 电阻层析成像技术发展现状及亟待解决的问题 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 电阻层析成像技术正问题及仿真研究 |
| 2.1 电阻层析成像的问题描述 |
| 2.2 电阻层析成像敏感场的数学模型 |
| 2.2.1 Radon 变换和 Radon 逆变换的基本原理 |
| 2.2.2 似稳场概念 |
| 2.2.3 电阻层析成像敏感场的数学模型 |
| 2.3 传感器电极选择 |
| 2.4 激励-测量模式选择 |
| 2.5 电阻层析成像正问题的仿真研究 |
| 2.5.1 有限元仿真软件 COMSOL Multiphysics |
| 2.5.2 基于 COMSOL 的电阻层析成像正问题的建模仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电阻层析成像的敏感场分析 |
| 3.1 电阻层析成像的敏感场计算理论 |
| 3.2 基于电势分布的电阻层析成像敏感场快速计算 |
| 3.2.1 电势分布法的快速计算理论 |
| 3.2.2 COMSOL 软件下的敏感场分布快速计算 |
| 3.2.3 敏感场分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 电阻层析成像技术的图像重建算法研究 |
| 4.1 电阻层析成像逆问题的理论基础 |
| 4.2 电阻层析成像图像重建算法 |
| 4.2.1 线性反投影算法 |
| 4.2.2 Landweber 迭代算法 |
| 4.2.3 图像重建算法的评价方法 |
| 4.3 基于 Kalman 滤波的图像重建算法研究 |
| 4.3.1 Kalman 滤波理论 |
| 4.3.2 Kalman 滤波在电阻层析成像图像重建中的应用 |
| 4.3.3 仿真实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况 |
四、电阻层析成像有限元分析若干技巧（论文参考文献）
- [1]基于非线性映射的电阻层析成像技术研究[D]. 陈昱同. 中北大学, 2020(03)
- [2]基于ERT的混凝土探测成像监测技术研究[D]. 孙世栋. 济南大学, 2020(01)
- [3]导电混凝土损伤检测电阻层析成像技术研究[D]. 陈蒙蒙. 中国矿业大学, 2020(01)
- [4]双极板电极导电性分布自动测试系统[D]. 胡远洋. 电子科技大学, 2020(08)
- [5]基于ERT技术的两相流测量正反问题及实验研究[D]. 党佳琦. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [6]电阻抗层析目标高精度提取与两相流三维可视化方法研究[D]. 李坤. 中北大学, 2019(02)
- [7]基于ERT的流化床气相分布测量方法研究[D]. 曹晴晴. 天津大学, 2019
- [8]基于三维电阻层析成像的盾构机超前探测方法研究[D]. 王文波. 西安科技大学, 2018(12)
- [9]电阻层析成像（ERT）技术及其在两相流检测中的应用[D]. 王湃. 西安电子科技大学, 2013(11)
- [10]基于Kalman滤波的电阻层析成像图像重建研究[D]. 许超. 辽宁大学, 2012(03)