而形成阻止在電容測(cè)量中相鄰電極彼此直接“看到”的分隔壁。位于電極之后的金屬鞘體限定電極的測(cè)量區(qū)，使得電極不能“看到”電極后面。在管道的縱向方向，金屬鞘自電極組件起連續(xù)一定距離，以便也在該縱向上限定電極的測(cè)量區(qū)域。自然地，盡管沒有在圖7的畫面中示出，但是金屬鞘65必須與電極電絕緣。此外，根據(jù)圖6的例子，電極和鞘優(yōu)選為進(jìn)一步通過放置在它們之間的附加的屏障彼此隔離。
[0087]盡管圖6示出優(yōu)選的傳感器結(jié)構(gòu)，但是對(duì)本發(fā)明的基本原理而言，并沒有絕對(duì)必要直接在絕緣管道的外表面上具有分隔壁和/或鞘。類似于圖1，鞘可以與絕緣管道成一距離，并且甚至被配置為平滑結(jié)構(gòu)而沒有任何用于形成間隔壁的突出部/凸緣。然而，在這樣的情形中，待建模的目標(biāo)域比上述的傳感器設(shè)計(jì)大，并且此外，測(cè)量的電氣量中主要的關(guān)注區(qū)域(即，管道的內(nèi)部)的貢獻(xiàn)可能顯著地低于上述的傳感器設(shè)計(jì)。
[0088]盡管在圖1、圖2、圖4、圖6和圖7中，測(cè)量布置被示出為其中電壓激發(fā)信號(hào)被供應(yīng)給傳感器的導(dǎo)電背景體(導(dǎo)電鞘、管道、棒、板等)并且響應(yīng)電流信號(hào)經(jīng)由電極被測(cè)量，但是應(yīng)該清楚本發(fā)明的原理不應(yīng)僅受限于這樣的具體情形。相反，導(dǎo)電背景體和電極可以在任何布置和組合中被用作測(cè)量的接觸元件。此外，信號(hào)不限于那些激發(fā)電壓和響應(yīng)電流信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明僅有的必要要求是導(dǎo)電背景體也被用作經(jīng)由其進(jìn)行測(cè)量的一個(gè)接觸元件。
[0089]圖8示意性示出系統(tǒng)70，通過系統(tǒng)70，如上所述的ECT過程可以被執(zhí)行。在系統(tǒng)的工作核心中，有計(jì)算機(jī)71，其包括適當(dāng)數(shù)量的存儲(chǔ)電路和處理器用于執(zhí)行數(shù)學(xué)模型的存儲(chǔ)并執(zhí)行方法的計(jì)算步驟。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括測(cè)量電子單元72和傳感器73，傳感器73包括環(huán)狀支撐體和多個(gè)電極。支撐體和電極可以被配置為例如根據(jù)在圖2中示出的那樣。測(cè)量電子單元被連接到計(jì)算機(jī)，使得測(cè)量電子單元可以被計(jì)算機(jī)控制，并且測(cè)量結(jié)果可以被發(fā)送到計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)接收用于進(jìn)一步的處理。計(jì)算機(jī)包括程序代碼，其被配置為控制計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行如上所述的方法的步驟。作為由該系統(tǒng)執(zhí)行的該方法的結(jié)果，基于處于傳感器73的環(huán)狀支撐體內(nèi)部的目標(biāo)域內(nèi)重構(gòu)的介電常數(shù)分布產(chǎn)生目標(biāo)域的圖像74。該圖像示出不同材料的域和它們之間的界面。
[0090]圖9示出在管道傳感器的情形中靈敏度分析的結(jié)果。直徑為10cm的金屬管道被用作基本的幾何形狀，并且類似于圖2，八個(gè)電極被安裝到導(dǎo)電管道壁。電極與管道絕緣并且在圖6中示出的附加屏障被用在管道和電極之間。在仿真中，激發(fā)電壓被供應(yīng)給其中一個(gè)接觸元件，并且響應(yīng)電流在其他每個(gè)接觸元件中被測(cè)量。這被反復(fù)執(zhí)行直到每個(gè)接觸元件都已經(jīng)被用作供電的那個(gè)。靈敏度描述了觀測(cè)的信號(hào)由于某個(gè)位置的介電常數(shù)分布的單位變化而變化了多少。對(duì)于其中僅有電極被用于激發(fā)和測(cè)量的傳統(tǒng)測(cè)量情形以及對(duì)于還有管道壁被用于激發(fā)和電流測(cè)量的情形來(lái)分析靈敏度。曲線圖(a)表示對(duì)于僅有電極被用作接觸元件的傳統(tǒng)方法的平均靈敏度(任意單位的靈敏度的3D等值線圖)。曲線圖(b)示出當(dāng)管道壁也被用作其中一個(gè)接觸元件時(shí)的結(jié)果靈敏度分布。曲線圖(a)和(b)清楚地示出當(dāng)測(cè)量中導(dǎo)電背景體也被用作其中一個(gè)接觸元件時(shí)該分析的改進(jìn)靈敏度。
[0091]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，本發(fā)明的基本思想可以實(shí)施成各種方式。因此，本發(fā)明及其實(shí)施例不限于上文描述的示例；而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)自由地變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于調(diào)查目標(biāo)域(13)內(nèi)的介電常數(shù)的方法，所述方法包括對(duì)于多對(duì)接觸元件組測(cè)量與由一對(duì)接觸元件組形成的電容器的電容成比例的關(guān)注電氣量的步驟，所述接觸元件組的接觸元件被布置為與所述目標(biāo)域成電容測(cè)量連接； 所述接觸元件包括被支撐在所述目標(biāo)域(13)和導(dǎo)電背景體(11)之間的多個(gè)電極(12)，所述導(dǎo)電背景體(11)限定所述電極的電容測(cè)量區(qū)； 其特征在于，所述接觸元件進(jìn)一步包括所述導(dǎo)電背景體(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在測(cè)量所述關(guān)注電氣量的步驟中，交流激發(fā)電壓信號(hào)(VAe)被供應(yīng)給一個(gè)接觸元件組，并且響應(yīng)電流信號(hào)(ΙΑε)從另一個(gè)接觸元件組被測(cè)量。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述導(dǎo)電背景體包括導(dǎo)電管狀體(5，11)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述電極(12)被安裝到所述導(dǎo)電管狀體(5，11)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述電極⑵被安裝到電絕緣管狀支撐體⑴，所述導(dǎo)電管狀體(5)被支撐以便覆蓋所述電絕緣管狀支撐體。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述導(dǎo)電背景體包括導(dǎo)電棒(31)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述導(dǎo)電背景體包括導(dǎo)電板狀體(41)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括以下步驟: -提供所述目標(biāo)域的數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型針對(duì)多對(duì)接觸元件組來(lái)確定所述關(guān)注電氣量; -調(diào)整所述數(shù)學(xué)模型以減小所述關(guān)注電氣量的測(cè)量值與由所述數(shù)學(xué)模型確定的值之間的差異；以及 -基于調(diào)整后的數(shù)學(xué)模型確定所述介電常數(shù)。9.一種用于調(diào)查目標(biāo)域(13)內(nèi)的介電常數(shù)的裝置，該裝置包括傳感器(20)，用于針對(duì)多對(duì)接觸元件組測(cè)量與由一對(duì)接觸元件組形成的電容器的電容成比例的關(guān)注電氣量，所述接觸元件組的接觸元件被布置為與所述目標(biāo)域成電容測(cè)量連接； 所述傳感器包括導(dǎo)電背景體(11)和多個(gè)電極，所述多個(gè)電極被支撐以在使用中位于所述目標(biāo)域(13)和所述導(dǎo)電背景體之間，所述導(dǎo)電背景體限定所述電極的電容測(cè)量區(qū)，所述電極被配置來(lái)用作所述接觸元件； 其特征在于，所述導(dǎo)電背景體(11)被配置來(lái)用作所述接觸元件其中之一。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述傳感器(20)被配置為允許供應(yīng)交流激發(fā)電壓信號(hào)(yAC)給一個(gè)接觸元件組，并且從另一個(gè)接觸元件組測(cè)量響應(yīng)電流信號(hào)(IAC)。11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其中所述導(dǎo)電背景體包括導(dǎo)電管狀體(5，11)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述電極(12)被安裝到所述導(dǎo)電管狀背景體。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述電極(2)被安裝到電絕緣管狀支撐體(1)，所述導(dǎo)電管狀體(5)被支撐以覆蓋所述電絕緣管狀支撐體。14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其中所述導(dǎo)電背景體包括導(dǎo)電棒(31)。15.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其中所述導(dǎo)電背景體包括導(dǎo)電板狀體(41)。16.根據(jù)權(quán)利要求9至15任一項(xiàng)所述的裝置(70)，該裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器(71)，以及與所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器聯(lián)接的至少一個(gè)處理器(71);其中所述至少一個(gè)存儲(chǔ)器包括程序代碼指令，當(dāng)所述程序代碼指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述裝置執(zhí)行以下步驟: -提供所述目標(biāo)域的數(shù)學(xué)模型，所述數(shù)學(xué)模型針對(duì)多對(duì)接觸元件組來(lái)確定所述關(guān)注電氣量; -調(diào)整所述數(shù)學(xué)模型以減小所述關(guān)注電氣量的測(cè)量值與由所述數(shù)學(xué)模型確定的值之間的差異；以及 -基于調(diào)整后的數(shù)學(xué)模型確定所述介電常數(shù)。
【專利摘要】一種用于調(diào)查目標(biāo)域(13)內(nèi)的介電常數(shù)方法，所述方法包括針對(duì)多對(duì)接觸元件組測(cè)量與由一對(duì)接觸元件組形成的電容器的電容成比例的關(guān)注電氣量的步驟，所述接觸元件組的述接觸元件被布置為與所述目標(biāo)域成電容測(cè)量連接；所述接觸元件包括被支撐在所述目標(biāo)域(13)和導(dǎo)電背景體(11)之間的多個(gè)電極(12)，所述導(dǎo)電背景體(11)限定所述電極的電容測(cè)量區(qū)。根據(jù)本發(fā)明，所述接觸元件進(jìn)一步包括所述導(dǎo)電背景體(11)。
【IPC分類】G01N27/22
【公開號(hào)】CN105308445
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380076432
【發(fā)明人】A·勒伊克恩, 阿托·沃歐迪萊依恩
【申請(qǐng)人】諾克索萊有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2013年3月7日
【公告號(hào)】EP2965072A1, US20160025663, WO2014135741A1, WO2014135741A9