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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明涉及一种ERT‑ECT双模态复合电极设计方法，属于电学层析成像领域。该方法明确ERT‑ECT双模态复合成像系统，建立ERT与ECT数学模型。根据电容与电阻各自测量电极特点，将圆形电阻测量电极放置于环形电容测量电极内部，两者间采用绝缘环进行隔离，在保证电阻测量结果准确的情况下，减小电阻测量电极面积增大电容测量电极面积，提高被测场域边缘面积利用率，同时电极采用一体化的设计方式易于测量系统硬件的拆卸与安装。

主权项：1.一种ERT-ECT双模态复合电极设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：建立ERT-ECT双模态复合成像系统；S2：ERT数学模型的建立；ERT系统激励源采用低频信号，满足似稳场条件，根据恒定电场理论与麦克斯韦方式，对于被测场域内任意一点具有以下条件：J＝γ·E1 上式中，J为电流密度，γ为电导率，E为电场强度；根据场内电势分布与电场强度E间的关系得到如下关系： 对于均匀、线性且各向同性的介质，式3中电导率γ为常数，得到条件将式4简化为拉普拉斯方程： S3：ECT数学模型的建立；采用静电场理论进行分析，对于被测场域内任意一点具有以下条件： 其中，D为电通量密度，ρ为电荷密度，除此之外对于各向同性的媒质中具有如下条件：D＝εE7上式中E为电场强度，ε为介电常数将式7与式8整理得： ECT系统激励源采用低频信号，且场域内没有孤立电荷存在，满足似稳场条件得到以下条件： 根据场内电势分布与电场强度E间的关系得到如下关系： 对于均匀、线性且各向同性的介质，式10中电导率ε为常数，得到条件上式11简化为拉普拉斯方程： S4：ERT-ECT双模态复合电极结构；ERT-ECT双模态复合电极主体包括ERT电极7、ECT电极8、绝缘环9、屏蔽层10以及电极引线；圆形ERT电极7布置于环形ECT电极8内部，两者间采用绝缘环9隔离，一个复合电极11由一组ERT电极7、ECT电极8以及绝缘环9构成；电容测量如式13，其中S为电极板相对有效面积，与电极排布方式有关，且当电极排布方式一定时，电容测量电极面积S0越大，一对电极的相对有效面积S越大； ECT测量时，电流计算公式如式14所示： 取倒数，整理得式15： ECT系统测量值与电容极面积S0呈正相关，在保证ERT系统有效测量基础上，增大ECT电容极板面积，提高电容测量灵敏度；S5：ERT-ECT双模态复合电极排布方式；ERT-ECT双模态复合电极阵列中复合电极11数量为8至32个，电极组外侧设置有屏蔽层10，八电极阵列中，对于圆柱形被测物场12，复合电极11阵列放置于待测场域表面均匀分布，每组相邻复合电极11相对于圆心角度相同均为45度。

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