CN102323302A - 非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法。它由传感器、数据采集模块和图像重建计算机组成，传感器与数据采集模块连接，数据采集模块与图像重建计算机连接。传感器包括绝缘管道、矩形金属电极、相敏解调模块以及直接数字式频率合成器模块。金属电极等间距地安装在绝缘管道的四周，每个金属电极上都固定有各自的相敏解调模块，相敏解调模块通过排线并接并与直接数字式频率合成器模块相连，所有相敏解调模块通过排线与数据采集模块连接。本发明有效克服了接触式电阻层析成像（ERT）存在的电极极化、化学腐蚀等问题，同时具有结构简单、非接触、可适应性强等优点。为两相流体的非接触电阻层析成像提供了有益借鉴。

Description

非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法。

背景技术

作为目前过程层析成像技术(PT)的研究热点之一，电阻层析成像(ElectricalResistance Tomography，简记ERT)技术在冶金、石油、造纸、环境工程等诸多工业领域具有广阔的应用前景，与核磁共振等其他PT技术相比，它具有成本低廉、结构简单、安全性好以及易操作等优点。

然而，现有ERT技术都是采用了一种接触式的测量方法，其电极势必会与内部被测介质直接接触，这样便会产生电极极化效应、电化学腐蚀等问题，从而对测量的准确性和图像的质量产生很大的影响。而且该方法需要在管道上凿孔安装电极，破坏了管道的结构，降低了管道的强度，同时也影响被测流体的流动状态。这些缺点限制了ERT在诸如存在强酸、强碱等腐蚀性液体的工业生产过程中应用。

1998年，Zemann等和Fracassi da Silva等提出了电容耦合非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection，简写为C⁴D)方法。该方法无需与被测介质接触，便可测量出电极之间的电阻，这样就避免了电极极化效应、电化学腐蚀等问题。所以，这种方法已受到越来越多的关注，特别是在分析化学的研究领域。但C⁴D层析成像技术的应用文献报道至今仍然很少。

现有的非接触式电阻层析成像方法是基于串联谐振的方法，其方法是串联感性元件，调节激励源信号的频率使等效电路中感性与容性发生串联谐振，与电容抵消，使得总回路等效于电阻。该方法可以增大测量量程，提高分辨率，但是一旦测量目标改变，随着其内部电容的改变，激励信号源的频率也得跟着变化，这无疑为测量带来很多不便，影响测量的灵活性与适用性。

本发明针对当前电阻层析成像的发展现状，提出了一种新的基于相敏解调原理进行电阻层析成像的测量系统，通过采用相敏解调的方法，在电极与被测介质非接触的情况下测量出介质的电阻分布，有效克服现有接触式ERT存在的电极极化、腐蚀等问题，并且与串联谐振方法相比，无需随着被测目标电容的变化而改变激励频率，整套测量系统不受被测目标影响，一旦将参数设定完成，无需再做任何改变，极大扩大了测量的适用范围。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种灵活性更高、适用性更强，并且可避免电极极化、电极腐蚀的非接触式电阻层析成像数据采集装置及方法。

非接触式电阻层析成像数据采集装置由传感器、数据采集模块和图像重建计算机组成，传感器与数据采集模块连接，数据采集模块与图像重建计算机连接；传感器包括绝缘管道、多个矩形金属电极、多个相敏解调模块以及直接数字式频率合成器模块，多个矩形金属电极等间距地安装在绝缘管道的四周，多个矩形金属电极与多个相敏解调模块中相对应的相敏解调模块的输入端口相连，多个相敏解调模块通过排线并接后与直接数字式频率合成器模块相连，多个相敏解调模块的输出端口通过排线并接后与数据采集模块连接；由相敏解调模块与直接数字式频率合成器模块组成激励或检测模块，激励或检测模块包括直接数字式频率合成器、引线端子、第一开关、运放U1、0°乘法器U2、90°乘法器U3、R1和C1组成的0°低通滤波电路、R2和C2组成的90°低通滤波电路、第二开关、通用阵列逻辑、控制总线和数据总线；直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号V_ref0的第一输出端与第一开关的第一端口连接，第一开关的第二端口与引线端子连接，第一开关的第三端口与运放U1的反向输入端连接，运放U1的同相输入端接地，反馈电阻R_f的一端与运放U1的反向输入端连接，反馈电阻R_f的另一端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端分别与0°乘法器U2的第一输入端、90°乘法器U3的第一输入端连接，0°乘法器U2的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号V_ref0的第一输出端连接，90°乘法器U3的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生90°正弦信号V_ref90的第二输出端连接，0°乘法器U2的输出端与组成0°低通滤波电路的滤波电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与组成0°低通滤波电路的滤波电容C1的一端以及第二开关的第一端口连接，滤波电容C1的另一端接地，90°乘法器U3的输出端与组成90°低通滤波电路的滤波电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与组成90°低通滤波电路的滤波电容C2的一端以及第二开关的第二端口连接，滤波电容C2的另一端接地，第二开关的第三端口与数据总线连接，第一开关的控制端口和第二开关的控制端口分别与通用阵列逻辑的输出端连接，通用阵列逻辑的输入端与控制总线连接；控制总线上的控制信号通过控制通用阵列逻辑来控制第一开关和第二开关的开关状态。

所述的数据采集模块包括数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件、A/D转换电路和USB通信模块；数字信号处理器分别与复杂可编程逻辑器件的输入端、A/D转换电路的输出端、A/D转换电路的控制端和USB通信模块连接，复杂可编程逻辑器件的输出端分别与A/D转换电路的控制端以及控制总线连接，A/D转换电路的输入端与数据总线连接。

所述的多个相敏解调模块为12个相敏解调模块。

非接触式电阻层析成像数据采集测量方法是：用相敏解调的方法实现非接触式电导检测；首先用第一相敏解调模块作为传感器的激励端，其他十一个相敏解调模块依次作为传感器的检测端；先测量第一相敏解调模块对应电极和第二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗，利用绝缘管道四周等距离安装的多个矩形金属电极与绝缘管道内流体分别形成的多个耦合电容，将直接数字式频率合成器模块产生的0°交流信号V_ref0经多个相敏解调模块中的作为激励端的第一相敏解调模块耦合到绝缘管道内，交流信号流经绝缘管道后，再通过耦合电容传送到多个相敏解调模块中的作为检测端的第二相敏解调模块上，并与直接数字式频率合成器模块产生的同频率的0°交流信号V_ref0、90°交流信号V_ref90一同进行相敏解调，测量作为检测端的第二相敏解调模块的0°低通滤波电路输出端的直流电压V₀和90°低通滤波电路输出端的直流电压V₉₀，用如下公式计算第一相敏解调模块和第二相敏解调模块间被测流体的阻抗：

Rx＝-V₀’R_fV_ref0/(V₉₀’²+V₀’²)

其中

V₀’＝V₀/V_ref0/0.5

V₉₀’＝V₉₀/V_ref90/0.5

依次测量第一相敏解调模块对应电极和第三相敏解调模块对应电极、第一相敏解调模块对应电极和第四相敏解调模块对应电极......第一相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；然后以第二相敏解调模块作为激励端，第三相敏解调模块到第十二相敏解调模块作为检测端，依次测量出第二相敏解调模块对应电极和第三相敏解调模块对应电极、第二相敏解调模块对应电极和第四相敏解调模块对应电极......第二相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；以此类推，最后测出第十一相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；总共得到了66组被测流体的阻抗值；根据66组阻抗重建绝缘管道截面上被测流体分布的图像。

本发明与现有技术相比具有有益效果：

1)测量方法为非接触测量，有效克服了接触式ERT存在的电极极化、腐蚀等问题。

2)电极安装方便，无需在管道上打孔，不破坏管道结构，实施简单。

3)非接触，不影响管道内被测流体的流动状态。

4)与串联谐振方法相比，无需随着被测目标电容的变化而改变激励频率，整套测量系统不受被测目标影响，一旦将参数设定完成，无需再做任何改变，极大扩大了测量的适用范围。

附图说明

图1是非接触式电阻层析成像数据采集装置的结构示意图；

图2是本发明的激励或检测过程方框图；

图3是本发明的数据采集模块方框图；

图4是本发明的传感器沿管截面方向的剖面图；

图5是本发明的传感器的金属电极分布图；

图6是本发明的电极对之间的等效电路图；

图中：绝缘管道1、金属电极2、相敏解调模块3、直接数字式频率合成器模块4、数据采集模块5、图像重建计算机6。

具体实施方式

如图1、2所示，非接触式电阻层析成像数据采集装置由传感器、数据采集模块5和图像重建计算机6组成，传感器与数据采集模块5连接，数据采集模块5与图像重建计算机6连接；传感器包括绝缘管道1、多个矩形金属电极2、多个相敏解调模块3以及直接数字式频率合成器模块4，多个矩形金属电极2等间距地安装在绝缘管道1的四周，多个矩形金属电极2与多个相敏解调模块3中相对应的相敏解调模块的输入端口相连，多个相敏解调模块3通过排线并接后与直接数字式频率合成器模块4相连，多个相敏解调模块3的输出端口通过排线并接后与数据采集模块5连接；由相敏解调模块3与直接数字式频率合成器模块4组成激励或检测模块，激励或检测模块包括直接数字式频率合成器、引线端子、第一开关、运放U1、0°乘法器U2、90°乘法器U3、R1和C1组成的0°低通滤波电路、R2和C2组成的90°低通滤波电路、第二开关、通用阵列逻辑、控制总线和数据总线；其中U1使用的是TL072芯片，U2和U3都是用的AD734芯片；直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号V_ref0的第一输出端与第一开关的第一端口连接，第一开关的第二端口与引线端子连接，第一开关的第三端口与运放U1的反向输入端连接，运放U1的同相输入端接地，反馈电阻R_f的一端与运放U1的反向输入端连接，反馈电阻R_f的另一端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端分别与0°乘法器U2的第一输入端、90°乘法器U3的第一输入端连接，0°乘法器U2的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号V_ref0的第一输出端连接，90°乘法器U3的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生90°正弦信号V_ref90的第二输出端连接，0°乘法器U2的输出端与组成0°低通滤波电路的滤波电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与组成0°低通滤波电路的滤波电容C1的一端以及第二开关的第一端口连接，滤波电容C1的另一端接地，90°乘法器U3的输出端与组成90°低通滤波电路的滤波电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与组成90°低通滤波电路的滤波电容C2的一端以及第二开关的第二端口连接，滤波电容C2的另一端接地，第二开关的第三端口与数据总线连接，第一开关的控制端口和第二开关的控制端口分别与通用阵列逻辑的输出端连接，通用阵列逻辑的输入端与控制总线连接；控制总线上的控制信号通过控制通用阵列逻辑来控制第一开关和第二开关的开关状态。

非接触式电阻层析成像数据采集装置开始工作时，直接数字式频率合成器首先产生两路同频率的正交电压信号(一路的相位偏移为0°，另一路的相位偏移为90°)；当激励或检测模块作激励时，直接数字式频率合成器产生的0°激励信号通过第一开关流入引线端子；当激励或检测模块作检测时，信号通过第一开关从引线端子流入运放U1的反向输入端，再通过运放U1并行到达0°乘法器U2与90°乘法器U3；在0°乘法器U2中作为乘法器的一个输入与V_ref0相乘得到一路输出，在90°乘法器U3中作为乘法器的一个输入与V_ref90相乘得到另一路输出，这两路输出分别经过0°低通滤波电路与90°低通滤波电路，到达0°低通滤波电路和90°低通滤波电路的输出端；然后通过控制总线控制通用阵列逻辑GAL22V10芯片接通第二开关的第一端口和第三端口，断开第二端口，使0°低通滤波电路的输出信号经第二开关流入数据总线；再接通第二开关的第二端口和第三端口，断开第一端口，使90°低通滤波电路的输出信号经第二开关流入数据总线。

如图3所示，数据采集模块5包括数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件、A/D转换电路和USB通信模块；其中数字信号处理器使用的是ADSP-2188N芯片，复杂可编程逻辑器件使用的是XC9572芯片；数字信号处理器分别与复杂可编程逻辑器件的输入端、A/D转换电路的输出端、A/D转换电路的控制端和USB通信模块连接，复杂可编程逻辑器件的输出端分别与A/D转换电路的控制端以及控制总线连接，A/D转换电路的输入端与数据总线连接。

所述的多个相敏解调模块3为12个相敏解调模块3。

非接触式电阻层析成像数据采集装置的工作流程为：上位机通过USB通信模块把命令发送给数字信号处理器，然后数字信号处理器通过复杂可编程逻辑器件来锁存控制信号，这些信号再通过控制总线传送到通用阵列逻辑器件来控制第一开关与第二开关的状态。首先控制十二个相敏解调模块中的一个，使得其第一开关的一端口与二端口闭合，三端口断开，作为激励电极；再控制另一个相敏解调模块，使其上的第一开关的二端口与三端口闭合，一端口断开，作为检测电极；其余的相敏解调模块上第一开关的所有端口都断开。则这两个电极构成的电极对形成一个交流通路，直接数字式频率合成器模块4产生的0°激励信号从一个电极流入，流过管道内的被测介质后从另一个电极上流出。此时信号已到达作为检测电极的引线端子，并经引线端子进入运放U1对信号进行适当的增大，再并行经过0°乘法器U2与90°乘法器U3，与直接数字式频率合成器模块4产生的同频率的0°、90°交流信号一同进行相敏解调，最后并行经过0°低通滤波电路与90°低通滤波电路，分别到达0°低通滤波电路和90°低通滤波电路的输出端；然后通过控制总线控制通用阵列逻辑接通第二开关的第一端口和第三端口，断开第二端口，使0°低通滤波电路的输出信号经第二开关流入数据总线；再接通第二开关的第二端口和第三端口，断开第一端口，使90°低通滤波电路的输出信号经第二开关流入数据总线。随后将这两路信号依次传送至A/D转换电路进行A/D转换，数字信号处理器获得A/D转换结果后，通过USB通信模块将结果发送至图像重建计算机完成图像重建。

如图4、图5所示，传感器的12个电极环绕管道一周，等间距地安装在管道外壁上，绝缘管道1采用聚氯乙烯材料，公称直径110mm，管壁厚度2mm，金属电极2为铜片电极，张角为25°，尺寸为25mm×150mm。

如图6所示，测量装置的任意两个电极对之间的等效电路为：第一电容C₁的一端与与被测流体等效电阻R的一端连接，被测流体等效电阻R的另一端与第二电容C₂的一端连接。C₁、C₂分别为激励信号入口处和出口处金属电极与被测流体形成的耦合电容。

以往电阻层析成像都是采用了接触式的测量方法，且都是将管内流体电阻与耦合电容等效成电阻、电容并联模型，而本发明的测量是非接触式的，且将管内流体电阻与耦合电容等效成电阻、电容串联模型，并用相敏解调方法实现测量；非接触式电阻层析成像数据采集测量方法是：首先用第一相敏解调模块作为传感器的激励端，其他十一个相敏解调模块依次作为传感器的检测端；先测量第一相敏解调模块相应电极和第二相敏解调模块相应电极间被测流体的阻抗，利用绝缘管道1四周等距离安装的多个矩形金属电极2与绝缘管道1内流体分别形成的多个耦合电容，将直接数字式频率合成器模块4产生的角频率为ω的0°交流信号V_ref0经多个相敏解调模块3中的作为激励端的第一相敏解调模块耦合到绝缘管道1内，交流信号流经绝缘管道1后，再通过耦合电容传送到多个相敏解调模块3中的作为检测端的第二相敏解调模块上，并经过接有反馈电阻R_f的运放U1，得到输出电压为：

$V_{\mathrm{out}}=-\frac{{\mathrm{\ω}}^2{C_x}^2{R}_x{R}_f{V}_{\mathrm{ref}0}}{1+{\mathrm{\ω}}^2{R_x}^2{C_x}^2}-\frac{\mathrm{\ω}{C}_x{R}_f{V}_{\mathrm{ref}0}}{1+{\mathrm{\ω}}^2{R_x}^2{C_x}^2}j$

其中，R_x为管道中被测流体的等效电阻，C_x为多个矩形金属电极(2)与管道中被测流体间形成的耦合电容；

V_out的实部电压为：

$V_1=-\frac{{\mathrm{\ω}}^2{C_x}^2{R}_x{R}_f}{1+{\mathrm{\ω}}^2{R_x}^2{C_x}^2}{V}_{\mathrm{ref}0}$

V_out的虚部电压为：

$V_2=-\frac{\mathrm{\ω}{C}_x{R}_f}{1+{\mathrm{\ω}}^2{R_x}^2{C_x}^2}{V}_{\mathrm{ref}0}$

V_out的幅值为：

V_o＝(V₁ ²+V₂ ²)^0.5

所以，经过放大电路后，V_out的相角偏移量为：

θ＝arc(cos(V₁/V_o))

随后，V_out分别到达0°乘法器U2与90°乘法器U3的输入端；在0°乘法器U2中，与直接数字式频率合成器模块4产生的角频率为ω的0°交流信号V_ref0进行相敏解调，并在0°乘法器U2的输出端得到输出电压为：

V_mu10＝-0.5[cos(2ωt+θ)-cosθ]V_oV_ref0

再经过0°低通滤波电路，并在0°低通滤波电路的输出端得到滤波后0°直流电压：

V₀＝0.5V_o V_ref0 cosθ

在90°乘法器U3中，输出电压V_out与直接数字式频率合成器模块4产生的角频率为ω的90°交流信号V_ref90进行相敏解调，并在90°乘法器U3的输出端得到输出电压为：

V_mu190＝0.5[sin(2ωt+θ)+sinθ]V_ref90 V_o

再经过90°低通滤波电路，并在90°低通滤波电路的输出端得到滤波后90°直流电压：

V₉₀＝0.5V_o V_ref90 sinθ

测量作为检测端的第二相敏解调模块的0°低通滤波电路输出端的直流电压V₀和90°低通滤波电路输出端的直流电压V₉₀，且令：

V₀’＝V₀/V_ref0/0.5

V₉₀’＝V₉₀/V_ref90/0.5

则由以下方程组：

${V_0}^{,}=-\frac{{\mathrm{\ω}}^2{C_x}^2{R}_x{R}_f}{1+{\mathrm{\ω}}^2{R_x}^2{C_x}^2}{V}_{\mathrm{ref}0}$

${V_{90}}^{,}=-\frac{\mathrm{\ω}{C}_x{R}_f}{1+{\mathrm{\ω}}^2{R_x}^2{C_x}^2}{V}_{\mathrm{ref}0}$

可计算得到第一相敏解调模块和第二相敏解调模块间被测流体的阻抗为：

Rx＝-V₀’R_f V_ref0/(V₉₀’²+V₀’²)

依次测量第一相敏解调模块对应电极和第三相敏解调模块对应电极、第一相敏解调模块对应电极和第四相敏解调模块对应电极......第一相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；然后以第二相敏解调模块作为激励端，第三相敏解调模块到第十二相敏解调模块作为检测端，依次测量出第二相敏解调模块对应电极和第三相敏解调模块对应电极、第二相敏解调模块对应电极和第四相敏解调模块对应电极......第二相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；以此类推，最后测出第十一相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；总共得到了66组被测流体的阻抗值；根据66组阻抗重建绝缘管道截面上被测流体分布的图像。

Claims (4)

1.一种非接触式电阻层析成像数据采集装置，其特征在于它由传感器、数据采集模块(5)和图像重建计算机(6)组成，传感器与数据采集模块(5)连接，数据采集模块(5)与图像重建计算机(6)连接；传感器包括绝缘管道(1)、多个矩形金属电极(2)、多个相敏解调模块(3)以及直接数字式频率合成器模块(4)，多个矩形金属电极(2)等间距地安装在绝缘管道(1)的四周，多个矩形金属电极(2)与多个相敏解调模块(3)中相对应的相敏解调模块的输入端口相连，多个相敏解调模块(3)通过排线并接后与直接数字式频率合成器模块(4)相连，多个相敏解调模块(3)的输出端口通过排线并接后与数据采集模块(5)连接；由相敏解调模块(3)与直接数字式频率合成器模块(4)组成激励或检测模块，激励或检测模块包括直接数字式频率合成器、引线端子、第一开关、运放U1、0°乘法器U2、90°乘法器U3、R1和C1组成的0°低通滤波电路、R2和C2组成的90°低通滤波电路、第二开关、通用阵列逻辑、控制总线和数据总线；直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号V_ref0的第一输出端与第一开关的第一端口连接，第一开关的第二端口与引线端子连接，第一开关的第三端口与运放U1的反向输入端连接，运放U1的同相输入端接地，反馈电阻R_f的一端与运放U1的反向输入端连接，反馈电阻R_f的另一端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端分别与0°乘法器U2的第一输入端、90°乘法器U3的第一输入端连接，0°乘法器U2的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生0°正弦信号V_ref0的第一输出端连接，90°乘法器U3的第二输入端同直接数字式频率合成器用来产生90°正弦信号V_ref90的第二输出端连接，0°乘法器U2的输出端与组成0°低通滤波电路的滤波电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与组成0°低通滤波电路的滤波电容C1的一端以及第二开关的第一端口连接，滤波电容C1的另一端接地，90°乘法器U3的输出端与组成90°低通滤波电路的滤波电阻R2的一端连接，R2的另一端分别与组成90°低通滤波电路的滤波电容C2的一端以及第二开关的第二端口连接，滤波电容C2的另一端接地，第二开关的第三端口与数据总线连接，第一开关的控制端口和第二开关的控制端口分别与通用阵列逻辑的输出端连接，通用阵列逻辑的输入端与控制总线连接；控制总线上的控制信号通过控制通用阵列逻辑来控制第一开关和第二开关的开关状态。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式电阻层析成像数据采集装置，其特征在于所述的数据采集模块(5)包括数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件、A/D转换电路和USB通信模块；数字信号处理器分别与复杂可编程逻辑器件的输入端、A/D转换电路的输出端、A/D转换电路的控制端和USB通信模块连接，复杂可编程逻辑器件的输出端分别与A/D转换电路的控制端以及控制总线连接，A/D转换电路的输入端与数据总线连接。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式电阻层析成像数据采集装置，其特征在于所述的多个相敏解调模块(3)为12个相敏解调模块(3)。

4.一种使用如权利要求1所述装置的非接触式电阻层析成像数据采集测量方法，其特征在于：用相敏解调的方法实现非接触式电导检测；首先用第一相敏解调模块作为传感器的激励端，其他十一个相敏解调模块依次作为传感器的检测端；先测量第一相敏解调模块对应电极和第二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗，利用绝缘管道(1)四周等距离安装的多个矩形金属电极(2)与绝缘管道(1)内流体分别形成的多个耦合电容，将直接数字式频率合成器模块(4)产生的0°交流信号V_ref0经多个相敏解调模块(3)中的作为激励端的第一相敏解调模块耦合到绝缘管道(1)内，交流信号流经绝缘管道(1)后，再通过耦合电容传送到多个相敏解调模块(3)中的作为检测端的第二相敏解调模块上，并与直接数字式频率合成器模块(4)产生的同频率的0°交流信号V_ref0、90°交流信号V_ref90一同进行相敏解调，测量作为检测端的第二相敏解调模块的0°低通滤波电路输出端的直流电压V₀和90°低通滤波电路输出端的直流电压V₉₀，用如下公式计算第一相敏解调模块和第二相敏解调模块间被测流体的阻抗：

Rx＝-V₀’R_fV_ref0/(V₉₀’²+V₀’²)

其中

V₀’＝V₀/V_ref0/0.5

V₉₀’＝V₉₀/V_ref90/0.5

依次测量第一相敏解调模块对应电极和第三相敏解调模块对应电极、第一相敏解调模块对应电极和第四相敏解调模块对应电极......第一相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；然后以第二相敏解调模块作为激励端，第三相敏解调模块到第十二相敏解调模块作为检测端，依次测量出第二相敏解调模块对应电极和第三相敏解调模块对应电极、第二相敏解调模块对应电极和第四相敏解调模块对应电极......第二相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；以此类推，最后测出第十一相敏解调模块对应电极和第十二相敏解调模块对应电极间被测流体的阻抗；总共得到了66组被测流体的阻抗值；根据66组阻抗重建绝缘管道(1)截面上被测流体分布的图像。

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