EMT中传感器位置偏差对成像结果的影响.pdf

4 0 传感器与微系统 T r a n s d u c e r a n d Mi c r o s y s t e m T e c h n o l o g ie s 2 0 1 3年 第3 2卷 第3期 E MT中传感器位置偏差对成像结果的影响 王 占军 李 柳 1 沈阳师范大学 计算机与数学基础教学部 辽宁 沈 阳 1 1 0 0 3 4 2 沈 阳师范大学 物理科学与技术学 院 辽宁 沈阳 1 1 0 0 3 4 3 东北大学 信息科学与工程学院 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 4 摘要 以电磁层析成像 E M T 仿真系统为研究对象 讨论了检测线圈位置偏移和角度偏转对成像结果 的影响 利用相对误差平均值 相对误差最大值和相对误差最小值等作为评价指标 比较了在二维空间上 检测线圈各个轴向上位移偏差和角度偏转造成的检测值误差 给出了图像重建结果 得出结论 当测量数 据存在噪声时 重建的图像位置会接近物场的边缘 即离近线圈传感器 对于校正传感器模型有实际意义 关键词 电磁层析成像 图像重建 位置偏差 中图分类号 T P 2 1 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 9 7 8 7 2 0 1 3 0 3 0 0 4 C I 0 3 Effe c t o f po s it io n de v ia t io n o f s e ns o r o n ima g ing r e s u l t in EM T WA N G Z h a n j u n L I L iu 1 D e p a r t me n t o f C o mp u t e r a n d Ma t h S h e n y a n g No r ma l U n i v e r s i t y S h e n y a n g 1 1 0 0 3 4 C h in a 2 Co l l e g e o f P h y s ic s S c ie n c e a n d Te c h n o l o g y S h e n y a n g No r ma l Un iv e r s it y S h e n y a n g 1 1 0 0 3 4 Ch in a 3 C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n S c ie n c e a n d E n g in e e r i n g No r t h e a s t e r n Un iv e r s it y S h e n y a n g 1 1 0 0 0 4 C h i n a A b s t r a c t E l e c t r o m a g n e t ic t o m o g r a p h y E MT s i mu l a t i o n s y s t e m is a c t e d a s t h e o b j e c t o f s t u d y E f f e c t o f p o s it i o n d e v ia t io n o f t h e d e t e c t io n c o il s a n d a n g l e d e v ia t io n o n ima g in g r e s u l t a r e d is c u s s e d Us in g a v e r a g e v a l u e o f r e l a t iv e e r r o r t h e ma x imu m v a l u e o f r e l a t iv e e r r o r a n d t h e min imu m v a l u e o f r e l a t iv e e r r o r a s e v alu a t io n in d e x in t WO d ime n s io n a l s p a c e t h e d e t e c t io n v a l u e s c a u s e d b y t h e c o il a x is d is p l a c e me n t a n d t h e a n g l e d e fl e c t io n a r e c o mpa r e d wit h t he id e a l v a l u e s a n d r e c o n s t r u c t e d ima g e s a r e g iv e n I t c a n dr a w a c o nc l u s io n t h a t whe n t he r e a r e n o is e e x i s t s in me a s u r e d d a t a t h e l o c a t io n o f t h e r e c o n s t ruc t e d i m a g e s w i l l b e c l o s e t o e d g e o f t h e o b j e c t fie l d t h a t is f r o m n e a r t he c o il s e ns o r wh ic h h a s p r a c t ic a l me a ning t o c o r r e c t in g s e ns o r mo d e 1 Ke y w o r d s e l e c t r o m a g n e t ic t o m o g r a p h y E MT i m a g e s r e c o n s t ruc t i o n p o s i t i o n d e v i a t io n 0 引 言 电磁层析成像 E M T 技术是2 0世纪9 0年代发展起来 一 种基于电磁感应原理的过程层析成像技术 适合检测 和重现可用电导率或磁导率表示的物场空间 与其他电层 析成像技术一样 E M T系统多采用多激励 多检测的测量 模式 对安装在物场周围的激励线圈施以激励电流 在物 场空间产生平行或扇形激励磁场 检测线圈上的感生电动 势 经过数据处理后重建物场空间介质的分布 由于高频 电磁场的波动性 使其具有以下优点L 2 j 1 无需接触 无侵 入 2 可以提供电导率和磁导率量方面的分布信息 3 激 励频率较高 可以实现高速图像捕捉 基于以上优点决定了 E MT应用的领域 比较广泛 例 如 医疗食品加工 矿物加工 纺织业 制造行业和裂纹或故 收稿 日期 2 0 1 2 0 8 2 0 基金项 目 辽 宁省 自然科学基金资助项 目 2 0 1 0 2 2 0 3 障检测等 它克服了传统电阻抗层析成像需要直接接 触身体组织的缺点 当然 最广泛的应用是在医疗领域中 E MT更适合应用于脑组织的检查 1 E MT技术中的正问题 E MT技 术 的研究 包含 正问题 和反 问题 2个关键 性过 程 已知模型的几何结构 介质磁导率分布 激励信号 源参数 求解模型内部的磁场分