2.2 ERT 系统设计的总体框图及其工作原理 . 10

3 ERT 系统的软件架构设计分析  12

3.1 下位机软件设计分析 . 12

3.2 下位机软件开发语言以及开发平台的介绍 . 13

3.3 上位机软件设计分析 . 15

3.4 上位机软件开发语言以及开发平台的介绍 . 16

4 ERT 系统的下位机软件的设计  17

4.1 硬件资源分配 . 17

4.2 按键消抖模块 . 20

4.3 交直流变换模块  21

4.4 电极切换模块 . 22

4.5 程控放大模块 . 23

4.6 A/D 转换模块和 FIFO 模块 .. 24

4.7 串口发送模块 .. 25

5 ERT 系统的上位机软件的设计  27

5.1 前面板设计 .. 27

5.2 程序框图设计 . 28

结 论  33

致 谢 . 34

参考文献  35

附录 .. 37
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论1.1 1.1 1.1 1.1 课题的研究背景及意义 课题的研究背景及意义 课题的研究背景及意义 课题的研究背景及意义
1.1.1 气液两相流的研究背景从宏观观点出发 ， 自然界的物质可分成三种相 ， 即气相 、 液相和固相 。 由任意两种存在分界面的独立物质组成的物体或系统都称之为两相物体或两相系统 。两相物体的流动称为两相流 。包括汽 / 液、汽 / 固、液 / 固、液液等 [5]。气体和液体共同流动的气液两相流 作为两相流中的一种 ， 存在如锅炉等汽化单元 ， 石油 、 天然气 、 低沸点液体的传输过程中 。 广泛应用于能源 、 化工 、 冶金 、核能 、 冶金等领域 。 如油田中的原油 、 炼油厂中液化石油气 、 动力系统中的饱和蒸汽 、 化工系统中的液氨 、 轻工系统中的啤酒等生产传输过程中两相流动现象比比皆是 。 早在 1907 年 ， 气液两相流就被用来减少波浪对建筑物的破坏作用。此后 , 在工程中也得到越来越广泛的应用 ， 如 ： 在河口用气泡幕防止盐水入 ； 控制水库和湖泊中的分层结构以及改善水质 ； 加速反应装置中的物质混合 、 热量交换、以及化学反应过程 ; 在城市河流污染治理中 , 用纯氧曝气复氧来治理污染河流 、 消除黑臭等 。 因此对于气液两相流的研究对于我们的生活和生产都具有重要的意义。1.1.2 气液两相流检测技术的发展近几十年来 ， 随着检测技术的发展 ， 更多高新技术不断出现并被引入到多相流检测领域，如：射线技术、激光技术、核磁共振技术、光纤技术、微波技术 、光谱技术、超声波技术和电学成像技术等 [2]。 其中电学层析成像（ ElectricalTomography ， ET ）技术作为一种新型检测技术，由于其自身的特点，在多相流测量领域受到广泛关注 。 电学层析成像技术是一种基于电学敏感场原理的成像技术 ， 其基本工作原理 ： 首先 ， 在激励信号的作用下 ， 在测量区域内建立一个电学敏感场，该敏感场分布状况与测量区域内的物质成分及其分布情况有关；接着 ，通过安放在测量区域周围的传感器电极阵列从不同角度观测该敏感场 ， 获得能够反映测量区域内物场分布的电学信号（如电压、电流等 ） ；然后，该电学信号经过必要的信号处理 （ 滤波 、 放大 、 模数转换等 ） 后再交给计算机或其他数字处理器进行特征参数提取以及实现图像重建 ， 最后显示出能够反映测量截面物质成分及其分布的图像信息 [4]。根据物理基础不同， ET 技术通常可以分为电容层析成像 （ ElectricalCapacitance Tomography ， ECT ） 技术 、 电阻层析成像 （ ElectricalResistanceTomography ， ERT ）技术、电阻抗层析成像（ ElectricalImpedanceTomography ， EIT ）源]自{优尔^*论\文}网·www.youerw.com/  技术和电磁层析成像 （ Electrical Magnetic Tomography ， EMT ）技术等 [4]。 其中的 ERT 技术是一个比较重要的技术。