靜電場有限元分析軟件的編制及電容層析成像技術在糧食水分分布監(jiān)測中的仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、電容層析成像(ECT)技術是八十年代中后期形成和發(fā)展起來的一種基于電容傳感機理的過程層析成像(PT)技術,具有非侵入、響應速度快、結構簡單成本低、安全性能好、適用范圍廣等優(yōu)點,是目前PT技術研究的一個熱點。近年來ECT技術得到較大的發(fā)展,并正在走向工業(yè)應用。本文主要以ECT技術在糧食水分分布的可視化監(jiān)測中的應用為研究背景,進行水分分布的仿真研究和成像算法的修正,完成了有限元分析軟件的升級和改進。與此同時,以冷凍干燥食品、木材、墻體等的含

2、水量的檢測為研究背景,完成了平行極板有限元分析軟件的研制與開發(fā),并進行了初步的優(yōu)化設計。本文主要完成了以下工作: (1)ECT系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)構成、基本特點和應用范圍進行了較為詳盡的分析,闡述了ECT技術獨特的優(yōu)點同時也分析了它的不足,并對它的應用現(xiàn)狀和發(fā)展前景做了較為全面的總結。 (2)靜電場有限元分析軟件是電容層析成像仿真研究中必不可少的工具軟件,本文對原有的有限元分析軟件進行升級處理,改進了該軟件的不足,并且編

3、寫了良好的用戶界面,使參數(shù)設置更加靈活,運行時間縮短了37.75%,方便了研究者的使用。 (3)利用升級后的有限元分析軟件對糧倉糧食異常含水量進行仿真研究。對國內(nèi)外的多種成像算法進行了分析比較,給出了各種成像算法的優(yōu)缺點,并著重研究了LBP法和迭代法,通過仿真研究,對兩種成像算法的成像質(zhì)量進行評價,并提出了改進方法,使成像質(zhì)量得到了較大的提高:迭代法:占空比由0.0275修正到0.0088,面積相對誤差由57.0894修正到4.

4、4944,空間圖像誤差由52修正到4;LBP法:占空比由0.2392修正到0.0199,面積相對誤差由186.0698修正到14.5687,空間圖像誤差由191修正到15。同時,對糧倉糧食異常含水量的預報和定位進行了研究。 (4)利用MATLAB開發(fā)了平行極板有限元分析軟件,可以應用到凍干食品、木材、墻體等的水分測量,該軟件具有較為靈活的參數(shù)設置功能,為今后的優(yōu)化設計奠定了基礎。 (5)利用平行極板有限元分析軟件進行初步

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