电阻抗成像系统的原理及设计

得到了能重建图像的一个数据组。

2.4 电压测量放大与解调 EIT系统中注入的为交流小信号，所以在测量端先进行隔直、缓冲和差动放大，同时要滤除信号中的噪声，以使后面的测量能得到较好的效果。这就要求选用的仪表运放具有高的CMMR和足够的带宽。本系统选用了AD公司的AD620。在频率小于100kHz的情况下，10倍增益时的共模抑制比可以达到60dB，它的3dB带宽达到300kHz。经差动运放后，信号中除激励源频率信号外还混有噪声信号，所以还要利用相敏解调将反映阻抗大小的信号的幅度解调出来。本系统中的解调器选用AD630。它采用一路待解调信号和一路载波信号作为输入，待解调信号根据载波信号的正负进行翻转。从AD630的信号源到解调端，信号有一个相位变化， 这个变化是一个可以通过实验测量得到的定值，所以在解调器前需加一个移相器，以达到信号同步的目的。

3 数据采集与通讯 经解调输出的信号幅值较小，需经放大后送到A/D转换器。C8051F121片内有可编程增益放大器(PGA)和一个12位的采样率达100ksps的A/D转换器，用软件设置放大增益使信号在A/D转换器输入信号的范围(0～2.4V)内。为保证数据的精度，系统对10次采样结果做平均后存于片内RAM中。每次按一定模式采集完一组数据后，单片机通过串口通知PC机接收。由于PC机串口是RS232电平，两者之间采用了MAX232芯片进行电平转换后再进行数据通讯。

4 图像重建结果 在直径为145mm的盐水槽中放入浓度为0.9%的盐水溶液(750Ω/cm)，在盐水槽的边缘上放入一根直径为2cm的木棒，采用相邻注入模式，通入峰-峰值为2mA的电流，利用敏感系数法采用256个有限元进行剖分。