EC50-ER50电学层析成像系统

EC50-ER50是一款多功能高精度电学层析成像系统包含电阻层析测试模组和电容层析成像模组，通过电容和电导率测量，重构待测空间多相混合物质介电和电导率常数分布，实现流动过程的可视化。

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光电测量

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产品详情

---包含电容层析成像EC50和电阻层析成像ER50---

系统介绍

上海涉科光电科技有限公司自2016成立至今，开始研发光学测试和电信号测试餐票，在层析成像应用领域持续专注于多相流核心测量技术的研发，拥有包括电阻和电容层析成像、高频微波测量、流量测量、双模态传感器高速数据采集融合等多项核心技术。

EC50-ER50是一款多功能高精度电学层析成像系统包含电阻层析测试模组和电容层析成像模组，通过电容和电导率测量，重构待测空间多相混合物质介电和电导率常数分布，实现流动过程的可视化。系统具备多电极组合、多测量模态切换、高速测量等功能。数据采集速率最大可达到150帧/秒（8电极模式下），电阻层析测试模组最大可搭载128组独立电极、电容层析成像模组最大可搭载24组独立电极。该电学层析成像分析系统可实现对不同应用领域多介质混合流动过程的可视化，优化工业过程控制。

EC50-ER50系统采用基于交流的电信号测量电路，配备高频正弦激励和相敏解调（PSD）技术。该电路能够高速精确地测量小至0.01 pF的电容变化，系统可从12电极传感器以每秒50帧的速度采集图像数据。通过PSD技术，电路可同时测量电容和损耗电导。由于采用了DDS信号发生器，激励频率可编程，从而实现了频谱测量功能。此外，硬件设计支持任意电极组合，为设置不同的激励模式提供了灵活性。

ER50电阻层析测试模组和EC50电容层析成像模组主要由三个单元构成：

（1）主机电控箱电子箱，ERT为128电极通道，ECT为24电极通道；

（2）软件，包含实验数据获取功能和离线分析功能；

（3）客制规格传感器。

软件系统

系统软件采用Visual C++编写，主要实现两项功能：（1）硬件操作控制；（2）图像重建。该软件采用32位编程技术。下图展示的是Windows用户界面。

软件展示了使用两种图像重建算法：（1）线性反投影（LBP）和（2）Landweber迭代。这两种算法都提供实时图像重建。以下图片显示了空气中塑料棒的图像。显然，Landweber迭代算法比LBP迭代10次可以生成更清晰的图像。

EC50-ER50采用开放式软件设计，用户可以将自己的图像重建算法作为插件单元整合到系统中，以用于他们的特定应用。因此，该系统是一种强大而灵活的工具，可用于工业过程层析成像的高级研究。下图显示了连个截面运行的屏幕截图。

传感器：

传感器根据用户的实际使用工况进行定制，我们的工程师依据用户提出的使用规格进行设计、生产。

电阻层析成像传感器内径：10mm-1200mm、压力：0-30Mpa、温度-10-70℃。

电容层析成像传感器内径：12mm-600mm、压力：0-30Mpa、温度-10-70℃。

技术规格：

主机系统电极数量：ERT装配128个电极通道、ECT装配24个电极通道。

传感器：ERT与主机匹配128个电极，经典设计为一个测试面16个电极，共计8个测试面，也可以设计为一个测试面8电极、16截面或一个测试面32个电极、4个截面；ECT与主机匹配24个电极，经典设计为12个电极一个截面共计两个截面，也可以设计为8电极一个截面共计三个截面或者24个电极一个截面，共计一个截面。

测试速率：50帧/秒(ECT：12电极/截面、ERT：16电极/截面)

测试范围：ECT:介电常数范围：1-20、ERT:电导率范围0.1-100mS/cm

测量方式：ERT:±10V，电流档范围0-75mA;ECT：0-18V 直流正弦波顺序电极加电压激励电极方式。

测试成像：软件采用LBP既线性反投影成像、也可以采用MSBP标准在线算法。

测试结果：二维和时间轴三维成像，二维成像包含流体的相含率(浓度)、各相分布图以及电容层析和电阻层析的原始数据，包含：电导率和介电常数。数据可以导出为CSV、P2K、视频MP4格式以适用于论文应用。包含浓度等参数的最大值、最小值、平均值、标准偏差以及混合时间、平均时间，像素的分布状态。EC50-ER50是一双模式系统，生成的图像包含有电导率和介电常数的数据信息。