[发明专利]一种交叉平面电阻抗成像测量装置及方法

权利要求书

1.一种交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：包括框体、分布在框体上的测量单元和输出单元，所述测量单元为分散设置于框体上用于获取被测物体表面在激励电流作用下而引起的电压信号的测量电极，所述测量电极将获取的电压信号输入到输出单元。

2.根据权利要求1所述的交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：所述框体为半球体，所述测量电极等间距环状地分布在半球体框体上，所述框体顶部中央设置有共用电极，所述共用电极与输出单元连接。

3.根据权利要求1所述的交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：所述测量电极沿框体的纵向切面对称分布形成竖直电极组，所述测量电极沿半球体的纵向切面设置2-8组竖直电极组。

4.根据权利要求1所述的交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：所述测量电极沿框体的水平切面对称分布形成水平电极层，所述测量电极沿框体水平设置2-10层水平电极层。

5.根据权利要求1所述的交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：还包括中央控制处理器和成像系统，

所述中央控制处理器，用于接收并处理电压信号通过三维重构算法来得到被测物体内部的电阻抗分布；

所述成像系统，用于输出被测物体内部的电阻抗分布信息。

6.根据权利要求5所述的交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：所述中央控制处理器包括激励源控制单元、数字频率合成单元、多路复用控制单元、高速相敏检波单元、快速傅立叶变换解调测量信号单元；

所述运算处理系统包括激励源控制单元，用于通过相位累加器产生数字正弦信号；

所述数字频率合成单元，用于将不同频率的数字正弦信号进行合成，通过注入合成后的电信号能够提高测量效率，增加获取的电阻抗信息；

所述多路复用控制单元，用于对激励信号的注入位置及电压采集点进行控制；

所述高速相敏检波单元，用于将采集到电压信号的幅值和相位进行分离与测量；

所述快速傅立叶变换解调测量信号单元，用于将的到的电压信号通过抽样截断，将时间信号转化为离散序列，以得到信号的频域特性信号。

7.根据权利要求1所述的交叉平面电阻抗成像测量装置，其特征在于：还包括开关阵列，所述激励源控制单元通过开关阵列与测量单元连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种交叉平面电阻抗成像测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：输入激励信号；

S2：选择测量方式和激励电极组；

S3：获取相应测量电极间的电压信号并输入到运算处理器进行处理；

S4：根据选择的测量方式，轮换激励电极组，轮换相应测量电极组，依次测得所有信号；

S5：当相应测量方式的所有激励及测量组合完成后，根据所有信号完成被测物体在三维空间上的电阻抗图像重构。

9.根据权利要求8所述的交叉平面电阻抗成像测量方法，其特征在于：所述激励信号通过发送指令给中央控制处理器所产生；所述激励信号经过信号预处理电路处理后转换成模拟激励信号再输入到中央控制处理器中。

10.根据权利要求8所述的交叉平面电阻抗成像测量方法，其特征在于：所述输入激励信号及测量方式采用以下三种组合来进行：

方式一：以框体顶部的共用电极为激励电流流出点，以其他测量电极依次作为为激励电流流入点，测量流入点与相应测量电极间的电压值，依次轮流，最终得到所有电压数据，作为重构矩阵元素；

方式二：首先分别测量各水平电极层中的测量电极，测量时依次以两个测量电极作为激励的两端，分别测量其余所有相邻测量电极间的电压值；然后分别测量各竖直电极组中的测量电极，测量时依次以两个相邻测量电极作为激励的两端，分别测量其余所有相邻测量电极间的电压值；

方式三：以跨平面，跨电极的任意两个电极作为激励的两端，分别测量其余所有测量电极的电压值。