[发明专利]一种用于电容层析成像多相流电容归一化方法

摘要

本申请公开了一种用于电容层析成像多相流(下文提及的多相流都特指三相流及三相流以上的多相流)电容归一化方法，由于现有的归一化方法只针对两相流的问题，它仅考虑两种介电常数相满场分布时的电容值，但是在多相流中存在三个或三个以上不同介电常数相，这种情况下若还是采用针对两相流的归一化模型，仅考虑最高相与最低相满场分布时的电容值，忽略其余介电常数相满场分布时的电容值，则会造成归一化的误差累积，影响图像重建整体的精度。故本发明提出了一种用于电容层析成像多相流电容归一化方法，考虑了不同介电常数满场分布时的电容值对测量电容测量值的影响，提高了图像重建算法精度。

主权项

一种用于电容层析成像多相流(三相流及三相流以上)电容归一化方法，其特征是：(1)步骤1：获取电容测量值；通过对ECT正问题的分析，采用有限元法获取介质不同分布情况下的电容值，对于一个N电极系统，每一种分布都可得到N(N‑1)/2个独立测量值；其中，管内充满单一介质时的电容值为Ci(1≤i≤n)，其中n为管内介电常数不同物质的个数；(2)步骤2：对测量值进行归一化处理；以平行板电容器为例，当介质并联分布时，由两相流并联归一化模型可知，待测电容可表示为Ci＝cCh+(1‑c)Cl式中，c为相浓度(高介电常数相浓度)，Ci为极板对间的电容值，Cl和Ch分别表示两相流中低相和高相满场分布时的电容值；但多相流中不仅仅只存在两种介质，所以在本发明中使用不同介质电容值的加权值作为近似高介电常数电容值CH与近似低介电常数CL，公式分别表示为CH＝α1C1+α2C2+...+αnCnCL＝β1C1+β2C2+...+βnCn式中，C1，C2，...，Cn为当管内只充满单一介电常数时所测量到的极板对间电容值；将两相流问题转换为多相流问题，被测电容Ci用公式可表示为Ci＝cCH+(1‑c)CL则被测电容归一化值为c=Cl-CLCH-CL=λnew]]>(3)步骤3：图像重建；将归一化以后的电容值作为图像重建算法的输入值进行预测，重构出被测管道内横截面上的各相介质分布特性图。