基于ECT技术的中药提取过程工艺参数测量的研究

【摘要】中药提取由于在封闭容器中进行，常规方法难以探测内部物料的饱和度、流型分布、流量和物料的颗粒大小等参数，而电容层析成像技术可探测密闭容器中的参数，与其它测量仪表或技术配合还可实时探测流速等参数并将结果反馈给主控装置，对中药提取自动控制具有重要意义。本文将电容层析成像技术应用于中药提取过程中，研究内容包括：1．介绍了电容层析成像系统的构成和技术特点及工作原理，并利用有限元的方法证明了高介电常数介质对于敏感场的影响。2．优化了中药提取过程中的参数探测器。以连续动态逆流提取工艺为基础，从敏感场的均匀性及传感器的结构参数等方面分析，建立了优化函数，确定了传感器的优化方案，为研究适合于生产过程控制参数测量的探测器和数据采集系统提供了一系列的理论支持。3．深入研究了提取过程中成像系统的流型辨识和图像重建。分析提取过程中流型的电容分布特性，提出了基于特征提取和BP神经网络的ECT图像流型辨识方法。针对图像重建过程中收敛速度慢的问题，提出了多项式加速算法的改进方法，使重建的图像失真小且接近原流型，具有抗噪声的能力。4．检测出了提取过程中需要测量的复杂工艺参数。在丹参的提取过程中测量的工艺参数有密封容器内部物料的流型分布、饱和度、颗粒大小及流量。本文通过测量电容值的变化，传感器的优化设计，流型的辨识及图像重建的分析对工艺参数进行了测量的仿真实验，为在实际生产过程中应用此项技术打下了理论基础。
【作者】付欣；
【导师】陈德运；
【作者基本信息】哈尔滨理工大学，计算机应用技术，2012，硕士
【关键词】电容层析成像；中药提取；敏感场；多项式加速；工艺参数检测；

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