1.一种用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制装置,包括电极传感模块(1)、选通模块(2)、激励源(3)、数据采集器(4)、控制器(5),所述电极传感模块(1)的工作端组与所述选通模块(2)的选通端组连接,所述选通模块(2)的激励输入端组连接激励源(3)的输出端组,所述选通模块(2)的数据输出端组连接所述数据采集器(4)的输入端组,所述选通模块(2)的控制端组连接所述控制器(5)的选通控制端组,特征在于,还包括无效电极筛选模块(6),所述无效电极筛选模块(6)的筛选输出端连接所述控制器(5)的无效电极输入端。
2.根据权利要求1所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制装置,特征在于,所述电极传感模块(1)包括m×n个电极(11),其中,m为电极层(12)层数,n为每个电极层(12)的电极(11)个数,每个所述电极(11)均经所述选通模块(2)接入所述激励源(3)的正极输出端与负极输出端、所述数据采集器(4)的第一输入端与第二输入端。
3.根据权利要求2所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制装置,特征在于,所述选通模块(2)包括对应于m个电极层(12)的m组选通单元(21),每组选通单元(21)均设置有激励正极选通芯片(21a)、激励负极选通芯片(21b)、第一数据选通芯片(21c)、第二数据选通芯片(21d),每个所述激励正极选通芯片(21a)、激励负极选通芯片(21b)、第一数据选通芯片(21c)、第二数据选通芯片(21d)均包括n个电极选通接脚;
第i组选通单元(21)中所述激励正极选通芯片(21a)的第j个电极选通接脚连接第i个电极层(12)的第j个电极(11),第i组选通单元(21)中所述激励负极选通芯片(21b)的第j个电极选通接脚连接第i个电极层(12)的第j个电极(11),第i组选通单元(21)中所述第一数据选通芯片(21c)连接第i个电极层(12)的第j个电极(11),第i组选通单元(21)中所述第二数据选通芯片(21d)的第j个电极选通接脚连接第i个电极层(12)的第j个电极(11),其中,1≤i≤m,1≤j≤n。
4.根据权利要求1所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制装置,特征在于,所述无效电极筛选模块(6)的电极数据输入端连接所述数据采集器(4)的输出端。
5.根据权利要求1所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制装置,特征在于,所述控制器(5)的激励控制端连接所述激励源(3)的控制端。
6.一种用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制方法,特征在于包括以下步骤:
S1,控制器(5)设置任一电极层(12)为激励层,并发送激励电极选通命令至选通模块(2),令该激励层的2个相对的电极(11)作为激励电极的正、负极;
S2,无效电极筛选模块(6)根据当前激励信号频率及激励电极位置确定无效电极位置,并将所述无效电极位置发送至所述控制器(5);
S3,所述控制器(5)将所述无效电极位置所对应的电极(11)设为非采集电极;
S4,所述控制器(5)发送采集电极选通命令至所述选通模块(2),令2个相邻的采集电极选通;
S5,返回步骤S4,直至所有相邻的采集电极均选通一次,数据采集器(4)得到所述激励电极在当前激励信号频率下的有效电极数据组。
7.根据权利要求6所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制方法,特征在于,距离所述激励电极的正极最远、且距离所述激励电极的负极最近的采集电极为边缘电极,则步骤S3与S4之间包括流程P:P1,所述控制器(5)控制选通所述边缘电极;
P2,所述控制器(5)读取所述数据采集器(4)采集的所述边缘电极的响应电压幅值,若该响应电压幅值低于系统检测精度,进入步骤P3,否则进入步骤S4;
P3,所述控制器(5)发送提高激励信号频率命令至激励源(3),并返回步骤P1,直至所述边缘电极的响应电压幅值不低于所述系统检测精度,进入步骤S4。
8.根据权利要求6所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制方法,特征在于,步骤S2中确定无效电极位置的方法如下:T1,所述无效电极筛选模块(6)根据所述激励电极位置选取远离激励电极的正极、且距离激励电极的负极k个位置的电极(11)为筛选测试电极,1≤k≤n/2;
T2,所述控制器(5)控制选通所述筛选测试电极;
T3,所述无效电极筛选模块(6)读取所述数据采集器(4)采集的所述筛选测试电极的响应电压幅值;
若该响应电压幅值低于系统检测精度,则判定所述筛选测试电极为无效电极,且所有距离激励电极的负极小于k个位置的电极(11)均为无效电极,进入步骤T4;
否则,令k=k-1,返回步骤T1,直至新的筛选测试电极的响应电压幅值低于系统检测精度,判定新的筛选测试电极为无效电极,且所有距离激励电极的负极小于k个位置的电极(11)均为无效电极,进入步骤T4;
T4,所述无效电极筛选模块(6)将所有无效电极的编号记为无效电极位置。
9.根据权利要求8所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制方法,特征在于,m个电极层(12)中设置其中一层的2个电极(11)为所述激励电极的正、负极,则每一个电极层(12)分别确定各层中的无效电极位置。
10.根据权利要求6所述用于阻抗成像的频变自适应阻抗采集控制方法,特征在于,还包括激励电极轮询选通步骤:S6,所述控制器(5)重新控制选通所述激励层的2个相对的电极(11)作为激励电极的正、负极,返回步骤S2;
直至所述激励层的每个电极(11)均被选通一次作为激励电极的正极,且还被选通一次作为激励电极的负极,进入步骤S7;
S7,所述控制器(5)重新设置电极层(12)为激励层,返回步骤S1;
直至所有电极层(12)均设置为一次激励层,结束本流程。