多相流测量广泛地存在于石油、化工等工业领域,高精度、实时在线多相流测量对于生产过程安全高效地运行、控制与管理具有重要意义。CT技术通过扫描和图像重建算法,获取被检物场的断层图像。由于具有非侵入性、可视化、高清晰度等特点,该技术在医学领域和工业领域均获得广泛的应用。本文的主要研究内容是应用CT技术观测多相流的流型。文章首先对多相流测量技术、CT系统的基本理论及仿真建模进行了简要的叙述,之后重点对图像重建算法进行了研究。最后,通过图像处理方法,对重建图像进行了优化。主要从以下几个方面进行了研究。1)运用Geant4软件包对多相流CT系统进行仿真建模,模拟实现了射线在系统中作用的物理过程,并在原有基础上对多相流CT成像系统进行进一步优化设计,模拟了泡状流、层流、芯状流等多种流型。2)研究了传统的反投影重建(LBP)算法以及代数迭代(ART)算法,并在此基础上运用共轭梯度(CG)算法和同时迭代重建(SIRT)算法对仿真和实验数据进行了图像重建,有效提高了重建图像的分辨率。3)运用统计学方法进行图像重建,给出了两种最小交叉熵算法。与传统方法相比,该方法可以得到非负解和低噪声,不仅改进了重建图像质量,而且提高了实时性。4)由于重建算法及测量方法的局限性,需要对重建图像进行图像修复和图像增强处理,本文中主要运用了平滑滤波和锐化的方法,并对比了图像处理前后的变化。5)针对重建图像由于信息缺失而存在部分图像模糊的现状,提出两种信息扩充方法,分别对每个探测器阵列的投影数和整个探测器阵列进行扩充,使图像重建信息量增大。该方法有效克服了边缘伪影,降低了重建问题的病态性。最后,作者对多相流CT系统的仿真和图像重建方法提出了进一步改进的意见。