电容层析成像(ECT)被视为油气润滑管道内油气两相流参数检测的一种有效方法。本文研究了油气润滑ECT的二维和三维图像重建算法,主要的研究工作和结论如下:(1)基于ECT的基本原理,推导了 ECT正问题的算法表达式,分析了该表达式的参数特性和不适定性;采用奇异值分解法,分析了油气润滑不同管径和不同油膜厚度条件下ECT图像重建的不适定程度。结果表明,油气润滑ECT图像重建属于离散不适定问题;当管道直径一定时,ECT图像重建的不适定程度随着油膜厚度的减小而增强;当油膜厚度一定时,ECT图像重建的不适定程度随着管道直径的减小而减弱。(2)采用L曲线法确定了油气润滑ECT系统的Tikhonov正则化参数,提出了适合于油气润滑ECT图像重建的最大类间方差法改进的Tikhonov正则化算法,对比和分析了分别采用该算法和Tikhonov正则化算法重建的油气润滑管道内油气两相流分布的图像。结果表明本文改进的图像重建算法边缘油气分辨能力更强,成像精确性更高。(3)提出了适合于油气润滑ECT的间接三维图像重建算法。该算法首先采用本文提出的最大类间方差法改进的Tikhonov正则化算法进行了管道截面的二维图像重建,然后采用三次样条插值法获取了管道轴向的油膜厚度分布曲线,最后在有效管道长度区间将轴向的油膜厚度分布曲线与管壁构成的平面绕管道中心线旋转360°,重构出了油气润滑管道内油气分布的三维图像。仿真结果表明,该算法重建的三维油气润滑管道内油气分布图像的体积误差较小。