單純地從實(shí)驗(yàn)測(cè)量角度出發(fā)，可視化可以廣義地理解：它既可以包括利用某種物理或化學(xué)的手段，直接獲取物理量的空間圖象，如通過攝影法直接得到流動(dòng)的圖象，利用紅外成像方法直接獲取物體表面的溫度等；另一種是通過各種傳感器，shou先測(cè)量出空間各點(diǎn)上物理量值的大小，然后從這些數(shù)據(jù)出發(fā)，利用可視化技術(shù)重建該物理量在空間的圖象。前一種方法從數(shù)據(jù)處理角度出發(fā)相對(duì)很容易，其工作難點(diǎn)主要集中在如何獲取物質(zhì)的圖象信息以及如何收集這些信息，它同實(shí)驗(yàn)時(shí)能獲得的外界條件直接相關(guān)；而后者則要靈活許多，可以從任何儀器測(cè)量得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的計(jì)算，給出物理量的空間分布規(guī)律。因?yàn)檫@個(gè)原因，后者成為現(xiàn)代可視化研究的重點(diǎn)，而且提到可視化時(shí)，往往也是指的后者。
利用點(diǎn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以直接得到結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)場(chǎng)，如PDA；面測(cè)量設(shè)備，測(cè)量結(jié)果也可以容易地轉(zhuǎn)換為可視化所需的數(shù)據(jù)形式，如PIV。要對(duì)這些儀器測(cè)量結(jié)果在進(jìn)行可視化時(shí)，前處理工作上并不存在多大難度，但在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中還有很大一類測(cè)量設(shè)備，其測(cè)量的是某一條線上的數(shù)據(jù)，如前面講到的衍射式顆粒粒度儀、放射線濃度監(jiān)測(cè)、電阻（電容、電感）式濃度測(cè)量?jī)x等，如何將這類儀器測(cè)量的投影線上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化處理所需的空間數(shù)據(jù)，是研究人員面臨的一個(gè)難題，也是現(xiàn)代多相流測(cè)量技術(shù)上一個(gè)前沿課題。 1. X射線缺點(diǎn)
具有一定透射能力的射線等通過空間時(shí)，如果該空間中含有不同吸收特性的物質(zhì)，則透射射線的強(qiáng)度變化中包含有空間中物質(zhì)的信息。這一原理已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了科學(xué)研究、工業(yè)生成和醫(yī)學(xué)等*域，這方面的工作中醫(yī)學(xué)X射線檢查是眾所周知的。下面我們就以此為例子展開我們的討論。
X射線通過不同密度的物質(zhì)時(shí)所受到的削弱程度是不同的，它在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用非常廣泛，但它有很大的缺點(diǎn)，這主要表現(xiàn)在：1. 影像重疊。厚的低密度同薄的高密度物質(zhì)可能產(chǎn)生相同的衰減；2. X射線輻射方向上的空間分辨率很低，無法辨析深度，見圖1(a)和(b)。
3. CT原理
為了更有效地去除非拍攝物體陰影的影響，人們引入了所謂的CT（Computed Tomograghy）技術(shù)，中文中稱為電算斷層成像技術(shù)。通過這種方法可以很大程度上提高成像的清晰度。 它的基本思想如下：
這種方法的原理簡(jiǎn)單，但它無法清除重建過程中產(chǎn)生的雜條紋。
b) 代數(shù)重建法
如果能恰當(dāng)?shù)剡x取設(shè)想方向，有可能通過所有射線方程直接求取物體的象素解，但這樣作是需要極大量的計(jì)算。可以用反投影法聯(lián)合迭代方法法來簡(jiǎn)化計(jì)算。
將反投影法計(jì)算的結(jié)果做為零級(jí)迭代結(jié)果，再把零級(jí)迭代得到的像用作一級(jí)迭代，即從零級(jí)分布計(jì)算出新的射線穿透結(jié)果，然后把這樣的計(jì)算射線同原射線結(jié)果進(jìn)行比較，把差值再均勻分布給相關(guān)的各個(gè)
6. 過程層析成象技術(shù)（Process Tomograghy—PT）簡(jiǎn)介
CT技術(shù)在醫(yī)學(xué)*域取得了巨大成功，這一成就也促使研究人員設(shè)法將其應(yīng)用到技術(shù)研究和工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控中。自從上世紀(jì)80年代中期開始，*際上開始了對(duì)這種技術(shù)的研究，我*也于上世紀(jì)九十年代初開始了這方面的研究。所以說這一技術(shù)還是非常新的，其中有許多東西值得我們?nèi)ヌ剿鳌?nbsp;
同CT技術(shù)相比，由于測(cè)量對(duì)象、測(cè)量目的以及運(yùn)行環(huán)境的不同，使得PT技術(shù)相對(duì)于CT來講都復(fù)雜很多。這主要是由于
1. PT技術(shù)應(yīng)用的對(duì)象是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，被測(cè)對(duì)象始終處在一個(gè)劇烈運(yùn)動(dòng)變化狀態(tài)中，這不僅要求PT技術(shù)能夠不接觸地獲取物理場(chǎng)的各種量，系統(tǒng)還要有很高的運(yùn)算能力；
2. 被測(cè)對(duì)象的物理場(chǎng)具有很強(qiáng)的非均勻性特征，相的分界面嚴(yán)重不連續(xù)，造成物場(chǎng)與獲取它信息之間相互的嚴(yán)重非線性特性，這對(duì)模型的建立帶來很大的難度；
3. PT技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)或準(zhǔn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)非接觸式傳感器的要求很高，同時(shí)還要同現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境相匹配，并且能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境；
4.
被測(cè)場(chǎng)的圖象重建并不是PT技術(shù)的**終目的，它是要通過這一圖象信息給出過程的特征參數(shù)，以便對(duì)生產(chǎn)過程的情況給出定性和定量的評(píng)估。
因此，單從原理上講可以將CT技術(shù)的所有算法直接應(yīng)用到PT中去，但由于以上的原因，特別是原因2，圖象重建計(jì)算還是有許多有待解決的理論問題要解決，這也是PT技術(shù)中的一個(gè)重點(diǎn)。
同CT技術(shù)一樣，PT技術(shù)需要對(duì)被測(cè)物理場(chǎng)進(jìn)行“掃描”。由于應(yīng)用對(duì)象的不同，PT一般是提前在被測(cè)段安裝相當(dāng)數(shù)量的傳感器陣列，完成所需要的掃描工作。由于技術(shù)方面的限制，現(xiàn)在的傳感器陣列一般均采用電容、電感或電阻式濃度感應(yīng)器，在對(duì)兩相流進(jìn)行測(cè)量和圖象重建時(shí)，僅能給出被測(cè)場(chǎng)的濃度分布，而無法給出顆粒相的粒度大小和分布。同時(shí)應(yīng)為它們都是電介性測(cè)量方式，要求測(cè)量時(shí)管壁是jue緣的，這在一定程度上限制了這種技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。 #p#分頁標(biāo)題#e#
PT技術(shù)在多相流中的應(yīng)用也僅僅在一個(gè)開始階段，雖有不少文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于這一技術(shù)開發(fā)成功的消息，但大規(guī)模商用還未見諸報(bào)道。
總之，PT是一個(gè)全新的多相流測(cè)試*域，雖然取得了一些成績(jī)，但到真正的工業(yè)應(yīng)用還有許多路要走。當(dāng)然，這也是一個(gè)非常有前途的發(fā)展*域。
