專(zhuān)利名稱(chēng)：一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電阻抗成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置及方法。
背景技術(shù)：
電阻抗是物質(zhì)被動(dòng)電特性的度量。傳統(tǒng)的電阻抗測(cè)量方法是通過(guò)與被測(cè)對(duì)象相接觸的一對(duì)電極分別施加激勵(lì)信號(hào)和測(cè)量響應(yīng)信號(hào)，從而計(jì)算出電阻抗。利用此基本原理，通過(guò)多個(gè)位置的激勵(lì)測(cè)量數(shù)據(jù)從而形成電阻抗的分布圖像，其典型代表是電阻抗斷層成像和電阻抗平面投影成像。電阻抗斷層成像通過(guò)一組貼附 在被測(cè)對(duì)象(如人體)某一斷層表面的電極注入電流/電壓然后測(cè)量響應(yīng)電壓/電流，應(yīng)用成像算法重建電極所在斷層內(nèi)部的電阻抗分布圖像。電阻抗平面投影成像則采用分布在同一平面內(nèi)呈矩陣形式排列的電極陣列為測(cè)量電極，通過(guò)電極陣列的位置反映對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象內(nèi)的電阻抗分布信息。上述方法都是接觸式的電阻抗成像方法。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，處于交變磁場(chǎng)中的容積導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)感應(yīng)出同頻率的交變渦流，而渦流的性質(zhì)與容積導(dǎo)體的電阻抗分布直接相關(guān)。因此，可通過(guò)與被測(cè)對(duì)象非接觸的線圈施加激勵(lì)交變磁場(chǎng)，通過(guò)另一個(gè)線圈測(cè)量感應(yīng)交變渦流的信號(hào)，經(jīng)計(jì)算可得出被測(cè)對(duì)象的電阻抗。根據(jù)上述原理，通過(guò)在被測(cè)對(duì)象外部的不同位置分別進(jìn)行激勵(lì)和測(cè)量，從而形成磁感應(yīng)原理的電阻抗成像，其典型代表是磁感應(yīng)斷層成像。磁感應(yīng)斷層成像可認(rèn)為是一種非接觸式的電阻抗斷層成像方法，引起采用了非接觸的傳感器，即線圈，因而在應(yīng)用上更為便捷。類(lèi)似于電極接觸式的電阻抗平面投影成像方法，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，也可以構(gòu)建非接觸式的電阻抗平面投影成像，稱(chēng)之為磁感應(yīng)平面投影成像。磁感應(yīng)平面投影成像采用分布在同一平面內(nèi)呈矩陣形式排列的線圈陣列為測(cè)量線圈，通過(guò)線圈陣列的位置反映對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象內(nèi)的電阻抗分布信息。這種方法能較好地反映被測(cè)對(duì)象內(nèi)不同位置電阻抗分布的差異情況。申請(qǐng)?zhí)枮?00510042937. 6、發(fā)明名稱(chēng)為“非接觸磁感應(yīng)腦部電導(dǎo)率分布變化的監(jiān)測(cè)方法”的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種磁感應(yīng)映射成像方法。但是，其激勵(lì)線圈采用與測(cè)量線圈相同的線圈陣列方式，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多個(gè)激勵(lì)線圈相互之間的干擾也可能影響測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置及方法，將激勵(lì)線圈與測(cè)量線圈分開(kāi)設(shè)置，能夠便于獲得更好的平面投影成像。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，包括激勵(lì)線圈通入正弦交變電流后，在被測(cè)對(duì)象周?chē)a(chǎn)生正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)；控制單元、正弦激勵(lì)源模塊、激勵(lì)線圈依次相連接，控制正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)的產(chǎn)生；呈矩陣排列的測(cè)量線圈陣列檢測(cè)被測(cè)對(duì)象內(nèi)部因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生同頻交變渦流引起的磁場(chǎng)信號(hào)，控制單元、AD轉(zhuǎn)換模塊、感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊、多路開(kāi)關(guān)/測(cè)量線圈陣列依次相連接，控制單元接受被多路開(kāi)關(guān)所選通的測(cè)量線圈陣列中的測(cè)量線圈所檢測(cè)并被轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)，遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈后，根據(jù)測(cè)量線圈所檢測(cè)到的信號(hào)與其位置形成電阻抗平面投影圖像；顯示器顯示控制單元所生成的電阻抗平面投影圖像。所述的控制單元發(fā)出控制指令，使正弦激勵(lì)源模塊產(chǎn)生預(yù)定頻率、強(qiáng)度的正弦交變信號(hào)；正弦激勵(lì)源模塊將所產(chǎn)生的正弦交變信號(hào)施加到激勵(lì)線圈，使其產(chǎn)生同頻的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)。所述位于正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)中的被測(cè)對(duì)象，產(chǎn)生與其電阻抗分布相關(guān)的正弦交變潤(rùn)流；多路開(kāi)關(guān)選通測(cè)量線圈陣列中的某一個(gè)測(cè)量線圈，通過(guò)感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊測(cè)量該測(cè)量線圈對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的正弦交變渦流信號(hào)；感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊將所測(cè)量到的正弦交變渦流信號(hào)發(fā)送給AD轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)為數(shù)字測(cè)量信號(hào)后發(fā)送給控制單元。所述通過(guò)多路開(kāi)關(guān)遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈，進(jìn)行感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)，并經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后送入控制單元后；控制單元根據(jù)全部的感應(yīng)測(cè)量信號(hào)以及測(cè)量線圈陣列的位置關(guān)系，應(yīng)用投影成像算法，計(jì)算生成被測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)于測(cè)量線圈陣列的電阻抗平面投影圖像。所述的激勵(lì)線圈為單個(gè)螺線管線圈，單個(gè)螺線管線圈與測(cè)量線圈陣列分置于被測(cè)對(duì)象周?chē)换蛘撸龅募?lì)線圈為亥姆霍茲線圈，被測(cè)對(duì)象置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部或者中間，測(cè)量線圈陣列置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部。所述的測(cè)量線圈陣列中的測(cè)量線圈均相同，并以nXm矩陣形式排列，其中η和m為自然數(shù)，且η蘭2，m蘭2。所述激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列在被測(cè)對(duì)象周?chē)嗷テ叫校蛘呦嗷ゴ怪保蛘哧P(guān)于被測(cè)對(duì)象呈一定的角度。一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像方法，包括以下步驟對(duì)激勵(lì)線圈施加正弦交變電流后產(chǎn)生作用于被測(cè)對(duì)象的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)，通過(guò)設(shè)置在被測(cè)對(duì)象周?chē)某示仃囆问脚帕械臏y(cè)量線圈陣列，檢測(cè)被測(cè)對(duì)象因電磁感應(yīng)而感應(yīng)出的正弦交變渦流信號(hào)；測(cè)量線圈陣列中的每個(gè)測(cè)量線圈分別測(cè)量被測(cè)對(duì)象感應(yīng)出的正弦交變渦流信號(hào)并計(jì)算相應(yīng)的電阻抗，根據(jù)測(cè)量線圈陣列中全部測(cè)量線圈的檢測(cè)結(jié)果按照測(cè)量線圈位置形成電阻抗平面投影圖像。所述通過(guò)Z=W(ω/ω0計(jì)算測(cè)量線圈所檢測(cè)的正弦交變渦流信號(hào)相應(yīng)的電阻抗；其中ζ為電阻抗，w為權(quán)重系數(shù)，φ為感應(yīng)測(cè)量信號(hào)的相位，ω為激勵(lì)正弦信號(hào)的角頻率)。
所述根據(jù)測(cè)量線圈陣列中全部測(cè)量線圈的檢測(cè)結(jié)果按照測(cè)量線圈位置，通過(guò)插值的方法形成電阻抗平面投影圖像。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置及方法，將激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列分置在被測(cè)對(duì)象的周?chē)?lì)線圈與測(cè)量線圈陣列分布于被測(cè)對(duì)象外周，其相對(duì)位置可任意放置。本發(fā)明通過(guò)選通測(cè)量線圈陣列中的測(cè)量線圈所檢測(cè)并被轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)，遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈后，根據(jù)測(cè)量線圈所檢測(cè)到的信號(hào)與其位置形成電阻抗平面投影圖像。其中，激勵(lì)線圈或者為單一螺線管線圈(產(chǎn)生發(fā)散狀的磁場(chǎng))或者為亥姆霍茲線圈(產(chǎn)生近似勻強(qiáng)的磁場(chǎng))，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。而且，亥姆霍茲線圈內(nèi)部的近似均強(qiáng)磁場(chǎng)便于獲得更好的平面投影成像。本發(fā)明提供的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置及方法，利用線圈陣列方式獲得被測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)線圈位置的電阻抗平面投影圖像，可反映被測(cè)對(duì)象內(nèi)部電阻抗分布的非 均勻性，實(shí)現(xiàn)一種類(lèi)似于X線平片的非接觸電阻抗平面投影成像。測(cè)量線圈陣列中的單個(gè)測(cè)量線圈可為任意結(jié)構(gòu)的線圈。激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列的位置關(guān)系可以是不變，也可以通過(guò)簡(jiǎn)單增加一個(gè)改變兩者位置的裝置，就可以分別獲得不同角度的磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像，從而可以獲得更為豐富的被測(cè)對(duì)象內(nèi)部電阻抗分布的信息。


圖1為螺線管激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列平行布置方式示意圖，被測(cè)對(duì)象置于兩者的中間。圖2為螺線管激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列垂直布置方式示意圖，被測(cè)對(duì)象被兩者包圍。圖3為亥姆霍茲激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列平行布置方式示意圖，被測(cè)對(duì)象體積較小，置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部，測(cè)量線圈陣列置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部。圖4為亥姆霍茲激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列平行布置方式示意圖，被測(cè)對(duì)象體積較大，部分置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部，測(cè)量線圈陣列置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部。圖5為亥姆霍茲激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列垂直布置方式示意圖，被測(cè)對(duì)象體積較大，部分置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部，測(cè)量線圈陣列置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部。圖6為圖4所示線圈布置方式的磁感應(yīng)平面投影成像結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為激勵(lì)線圈，2為被測(cè)對(duì)象，3為測(cè)量線圈陣列。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。參見(jiàn)圖1 圖6，本發(fā)明提供的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，包括激勵(lì)線圈通入正弦交變電流后，在被測(cè)對(duì)象周?chē)a(chǎn)生正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)；控制單元、正弦激勵(lì)源模塊、激勵(lì)線圈依次相連接，控制正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)的產(chǎn)生；
呈矩陣排列的測(cè)量線圈陣列檢測(cè)被測(cè)對(duì)象內(nèi)部因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生同頻交變渦流引起的磁場(chǎng)信號(hào)，控制單元、AD轉(zhuǎn)換模塊、感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊、多路開(kāi)關(guān)/測(cè)量線圈陣列依次相連接，控制單元接受被多路開(kāi)關(guān)所選通的測(cè)量線圈陣列中的測(cè)量線圈所檢測(cè)并被轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)，遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈后，根據(jù)測(cè)量線圈所檢測(cè)到的信號(hào)與其位置形成電阻抗平面投影圖像；顯示器顯示控制單元所生成的電阻抗平面投影圖像。本發(fā)明提供的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像方法，包括以下步驟I)對(duì)激勵(lì)線圈施加正弦交變電流后產(chǎn)生作用于被測(cè)對(duì)象的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)，通過(guò)設(shè)置在被測(cè)對(duì)象周?chē)某示仃囆问脚帕械臏y(cè)量線圈陣列，檢測(cè)被測(cè)對(duì)象因電磁感應(yīng)而感 應(yīng)出的正弦交變渦流信號(hào)；2)測(cè)量線圈陣列中的每個(gè)測(cè)量線圈分別測(cè)量被測(cè)對(duì)象感應(yīng)出的正弦交變渦流信號(hào)并計(jì)算相應(yīng)的電阻抗，根據(jù)測(cè)量線圈陣列中全部測(cè)量線圈的檢測(cè)結(jié)果按照測(cè)量線圈位置形成電阻抗平面投影圖像。具體的，圖1和圖2分別示出了螺線管激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列的平行和垂直布置方式，類(lèi)似地，可以構(gòu)建兩者呈任意夾角的布置方式。圖1和圖2的檢測(cè)模式中，以一個(gè)螺線管線圈作為激勵(lì)線圈，對(duì)其施加正弦交變信號(hào)用于產(chǎn)生正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)，一組相同參數(shù)、以矩陣形式排列成一個(gè)平面的測(cè)量線圈陣列用于檢測(cè)對(duì)象因電磁感應(yīng)而感應(yīng)出的交變渦流信號(hào)，兩者分置于被測(cè)對(duì)象的周?chē)D3示出了被測(cè)對(duì)象體積較小、可置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部時(shí)，亥姆霍茲激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列平行布置方式，類(lèi)似地，可以構(gòu)建兩者呈任意夾角的布置方式。圖4和圖5分別示出了被測(cè)對(duì)象體積較大、部分置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部時(shí)，亥姆霍茲激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列平行和垂直布置方式，類(lèi)似地，可以構(gòu)建兩者呈任意夾角的布置方式。圖4和圖5中的測(cè)量線圈陣列置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部，類(lèi)似地，可構(gòu)建測(cè)量線圈置于亥姆霍茲線圈外部的布置方式。圖3、圖4、圖5，所示是以一個(gè)亥姆霍茲線圈作為激勵(lì)線圈，對(duì)其施加正弦交變信號(hào)用于產(chǎn)生內(nèi)部近似勻強(qiáng)的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)，一組相同參數(shù)、以矩陣形式排列成一個(gè)平面的測(cè)量線圈陣列用于檢測(cè)對(duì)象因電磁感應(yīng)而感應(yīng)出的交變渦流信號(hào)，根據(jù)被測(cè)對(duì)象體積的大小，被測(cè)對(duì)象可以全部或擬測(cè)量部位部分位于亥姆霍茲線圈內(nèi)部，測(cè)量線圈陣列可置于被測(cè)對(duì)象的任意方位，可位于亥姆霍茲線圈的內(nèi)部或外部。根據(jù)述兩種激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列布置方式，并通過(guò)改變激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列的位置關(guān)系，可以延伸出很多種的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像系統(tǒng)。圖6以圖4的激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈布置方式為例，給出了磁感應(yīng)平面投影成像結(jié)構(gòu)示意圖，類(lèi)似地，可以對(duì)圖1、圖2、圖3、圖5以及各自改變夾角后的布置方式分別構(gòu)建整體磁感應(yīng)平面投影成像系統(tǒng)工作原理方框圖。圖1至圖6中均以圓形螺線管線圈陣列作為測(cè)量線圈陣列，在保證線圈陣列中所有線圈參數(shù)一致、呈矩陣形式排列(以nXm矩陣形式排列，其中η和m為自然數(shù)，且η 3 2，
2)的條件下，其中的單個(gè)測(cè)量線圈可以是任意結(jié)構(gòu)的線圈。
如圖6所示的磁感應(yīng)平面投影成像裝置是在圖4所示的激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈布置方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其具體工作步驟如下I)控制單元發(fā)出控制指令，使正弦激勵(lì)源模塊產(chǎn)生制定頻率、強(qiáng)度的正弦交變信號(hào);2)正弦激勵(lì)源模塊將所產(chǎn)生的正弦交變信號(hào)施加到激勵(lì)線圈，使其產(chǎn)生同頻的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)；3)位于正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)中的被測(cè)對(duì)象，因其具有的導(dǎo)電性而感應(yīng)出同頻的正弦交變渦流，此渦流與被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的電阻抗分布直接相關(guān)；4)通過(guò)多路開(kāi)關(guān)選通測(cè)量線圈陣列中的某一個(gè)測(cè)量線圈，通過(guò)感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊 測(cè)量該測(cè)量線圈對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的交變渦流信號(hào)；5)將感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊所測(cè)量到的交變渦流信號(hào)，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào);6) AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)字測(cè)量信號(hào)，送入控制單元；7 )重復(fù)4 )到6 )步，遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈，進(jìn)行感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)，并經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后送入控制單元；8)在控制單元中，通過(guò)Z=W‘(p/G〕汁算測(cè)量線圈所檢測(cè)的正弦交變渦流信號(hào)相應(yīng)的電阻抗；其中ζ為電阻抗，w為權(quán)重系數(shù)，φ為感應(yīng)測(cè)量信號(hào)的相位，ω為激勵(lì)正弦信號(hào)的角
頻率；根據(jù)全部的感應(yīng)測(cè)量信號(hào)以及測(cè)量線圈陣列的位置關(guān)系，應(yīng)用投影成像算法(分別用每個(gè)測(cè)量線圈的數(shù)據(jù)計(jì)算其對(duì)應(yīng)的電阻抗，然后進(jìn)行插值，形成圖像)，計(jì)算被測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)于測(cè)量線圈陣列的電阻抗平面投影圖像；9)控制單元將計(jì)算所得的電阻抗平面投影圖像顯示在屏幕上。采用類(lèi)似的方法，可以對(duì)圖1到圖5所示的激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列布置方式，以及改變激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列位置關(guān)系而延伸出的其他布置方式，分別構(gòu)建出完整的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像系統(tǒng)。雖然本實(shí)施例中激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列的位置關(guān)系是以固定不變?yōu)槔M(jìn)行描述，但是通過(guò)簡(jiǎn)單增加一個(gè)改變位置的裝置，就可以分別獲得不同角度的磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像，從而可以獲得更為豐富的被測(cè)對(duì)象內(nèi)部電阻抗分布的信息。
權(quán)利要求
1.一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，包括激勵(lì)線圈通入正弦交變電流后，在被測(cè)對(duì)象周?chē)a(chǎn)生正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)；控制單元、正弦激勵(lì)源模塊、激勵(lì)線圈依次相連接，控制正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)的產(chǎn)生；呈矩陣排列的測(cè)量線圈陣列檢測(cè)被測(cè)對(duì)象內(nèi)部因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生同頻交變渦流引起的磁場(chǎng)信號(hào)，控制單元、AD轉(zhuǎn)換模塊、感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊、多路開(kāi)關(guān)/測(cè)量線圈陣列依次相連接，控制單元接受被多路開(kāi)關(guān)所選通的測(cè)量線圈陣列中的測(cè)量線圈所檢測(cè)并被轉(zhuǎn)換得到的信號(hào)， 遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈后，根據(jù)測(cè)量線圈所檢測(cè)到的信號(hào)與其位置形成電阻抗平面投影圖像；顯示器顯示控制單元所生成的電阻抗平面投影圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，控制單元發(fā)出控制指令，使正弦激勵(lì)源模塊產(chǎn)生預(yù)定頻率、強(qiáng)度的正弦交變信號(hào)；正弦激勵(lì)源模塊將所產(chǎn)生的正弦交變信號(hào)施加到激勵(lì)線圈，使其產(chǎn)生同頻的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，位于正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng)中的被測(cè)對(duì)象，產(chǎn)生與其電阻抗分布相關(guān)的正弦交變渦流；多路開(kāi)關(guān)選通測(cè)量線圈陣列中的某一個(gè)測(cè)量線圈，通過(guò)感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊測(cè)量該測(cè)量線圈對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的正弦交變渦流信號(hào)；感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)模塊將所測(cè)量到的正弦交變渦流信號(hào)發(fā)送給AD轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)為數(shù)字測(cè)量信號(hào)后發(fā)送給控制單元。
4.如權(quán)利要求1所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，通過(guò)多路開(kāi)關(guān)遍歷選通測(cè)量線圈陣列中的每一個(gè)測(cè)量線圈，進(jìn)行感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)，并經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后送入控制單元后；控制單元根據(jù)全部的感應(yīng)測(cè)量信號(hào)以及測(cè)量線圈陣列的位置關(guān)系，應(yīng)用投影成像算法，計(jì)算生成被測(cè)對(duì)象對(duì)應(yīng)于測(cè)量線圈陣列的電阻抗平面投影圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，所述的激勵(lì)線圈為單個(gè)螺線管線圈，單個(gè)螺線管線圈與測(cè)量線圈陣列分置于被測(cè)對(duì)象周?chē)换蛘撸龅募?lì)線圈為亥姆霍茲線圈，被測(cè)對(duì)象置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部或者中間，測(cè)量線圈陣列置于亥姆霍茲線圈內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求1所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，所述的測(cè)量線圈陣列中的測(cè)量線圈均相同，并以nXm矩陣形式排列，其中η和m為自然數(shù)，且 η = 2, m = 2。
7.如權(quán)利要求1所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置，其特征在于，激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈陣列在被測(cè)對(duì)象周?chē)嗷テ叫校蛘呦嗷ゴ怪保蛘哧P(guān)于被測(cè)對(duì)象呈一定的角度。
8.一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像方法，其特征在于，包括以下步驟1)對(duì)激勵(lì)線圈施加正弦交變電流后產(chǎn)生作用于被測(cè)對(duì)象的正弦交變激勵(lì)磁場(chǎng),通過(guò)設(shè)置在被測(cè)對(duì)象周?chē)某示仃囆问脚帕械臏y(cè)量線圈陣列，檢測(cè)被測(cè)對(duì)象因電磁感應(yīng)而感應(yīng)出的正弦交變渦流信號(hào)；2)測(cè)量線圈陣列中的每個(gè)測(cè)量線圈分別測(cè)量被測(cè)對(duì)象感應(yīng)出的正弦交變渦流信號(hào)并計(jì)算相應(yīng)的電阻抗，根據(jù)測(cè)量線圈陣列中全部測(cè)量線圈的檢測(cè)結(jié)果按照測(cè)量線圈位置形成電阻抗平面投影圖像。
9.如權(quán)利要求8所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像方法，其特征在于，通過(guò) Z=W(p/(0計(jì)算測(cè)量線圈所檢測(cè)的正弦交變渦流信號(hào)相應(yīng)的電阻抗；其中z為電阻抗，w為權(quán)重系數(shù)，Φ為感應(yīng)測(cè)量信號(hào)的相位，ω為激勵(lì)正弦信號(hào)的角頻率。
10.如權(quán)利要求8所述的非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像方法，其特征在于，根據(jù)測(cè)量線圈陣列中全部測(cè)量線圈的檢測(cè)結(jié)果按照測(cè)量線圈位置，通過(guò)插值的方法形成電阻抗平面投影圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種非接觸磁感應(yīng)電阻抗平面投影成像裝置及方法，在激勵(lì)線圈中通以交變正弦電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，具有一定導(dǎo)電性的被測(cè)對(duì)象置于該交變磁場(chǎng)中，被測(cè)對(duì)象內(nèi)部因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生同頻交變渦流，通過(guò)以矩陣形式排列成一個(gè)平面的測(cè)量線圈陣列分別檢測(cè)交變渦流引起的磁場(chǎng)信號(hào)，根據(jù)測(cè)量信號(hào)與被測(cè)對(duì)象電阻抗分布的關(guān)系分別計(jì)算各個(gè)測(cè)量線圈所對(duì)應(yīng)的被測(cè)對(duì)象部位的電阻抗分布情況，全部計(jì)算結(jié)果按照測(cè)量線圈位置形成電阻抗平面投影圖像。
文檔編號(hào)A61B5/024GK103006185SQ201210553610
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者劉銳崗, 董秀珍, 付峰, 尤富生, 史學(xué)濤, 季振宇, 王雷, 楊濱, 徐燦華, 代萌, 王楠 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)