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电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography, ECT)是一种基于电容传感机理的过程成像技术,在石油、冶金、化工等多个领域具有广泛的应用前景。与外电极电容传感器相比,内电极电容传感器具有满管输出线性度好,灵敏度高的特点。因此,本以基于内电极电容传感器的ECT系统作为研究对象。本文优化了内电极电容传感器的极板张角等结构参数,研究适合内电极电容传感器的成像算法,搭建了基于内电极电容传感器的ECT系统实验平台,并基于此平台研究了判别未知液体安全性方法。主要完成如下工作：(1)研究了电容层析成像系统的基本组成及成像原理,分析了ECT系统成像正问题、反问题各自的特点及影响因素。(2)针对基于外部极板阵列电容传感器随被测介质介电常数的增加电容输出值非线性变化、灵敏度低等特点,研究一种随介电常数增加满管电容输出值线性度好并且灵敏度高的内部极板阵列电容传感器。以条件数为优化指标优化电容传感器的极板张角,改善灵敏场分布的均匀性,制作具有内部极板阵列的电容传感器。(3)针对计算灵敏度矩阵的传统方法具有计算量大、耗时长等缺点,研究利用电势分布来直接计算灵敏度的灵敏度矩阵构建方法,节省计算时间,提高了构建灵敏度矩阵的效率。(4)研究内部极板阵列的ECT系统图像重建算法,总结LBP、Landweber、Tikhonov等常用算法特点,提出基于均值滤波法的LBP算法和Landweber算法,进行仿真实验,提高系统的成像质量。(5)基于内部极板阵列的ECT技术,提取多种液体的测量数据,分析检测数据的特点,寻找区分安全液体和危险液体的特征参数,利用支持向量机法建立判别模型,实现瓶装液体安全性的判别。(6)基于美国NI公司PCI-6221数据采集卡和LabVIEW2009软件搭建实验平台,完成系统的数据滤波、成像算法及人机交互界面等程序设计,实现液体安全性判别的特征参数提取、显示以及报警。本文优化设计了基于内部阵列电极电容传感器ECT系统,针对其灵敏度高的特点,将其用于判别未知液体的安全性,最终判别准确率可达96%以上。