电阻层析成像(ERT)技术是基于电学敏感原理的过程层析成像技术,适用于多相介质成份中以导电性介质为连续相的工业过程,可提供封闭的管道或过程容器设备内部多相组成物质参数的二维/三维可视化信息,是一种可实现两相流参数在线监测的高新检测技术。本论文从ERT技术的原理性研究出发,针对该技术中电极结构设计进行了分析与优化,并对单电极电流激励模式做了深入的研究和优化。具体完成了以下几方面的工作:1.在分析ERT系统电极结构的基础上,对电极传感器提出了新的设计方法,包括电极的安装方法、多层电极的排列形式等。对电极高度作了分析,提出均匀媒质条件下电极高度与敏感场发散性的关系,这有利用合理的进行电极高度设计。2.对ERT系统的多种激励模式作了介绍和特性比较,主要从敏感场的敏感性和发散性两个指标衡量各种激励模式的性能。从这些对比分析中得出结论,有助于更合理的选择系统的激励模式。3.提出了双层ERT系统加保护电极的设计方案,通过ANSYS仿真软件对加保护电极的作用做了验证工作,证明了保护电极对于改善敏感场的平行性、压缩敏感场空间分布范围的积极意义。4.基于单电极电流激励模式的ERT系统设计提出了优化措施,主要包括:外接电阻对敏感场影响的仿真研究、软场特性分析、硬件电路设计的优化。最后对单电极电流激励模式做了实验验证工作。通过以上工作,进一步加深了对这种激励模式的认识,提高了系统的性能。