电容层析成像(ECT)技术是近年来飞速发展起来的一门新技术。它为解决两相流参数检测问题提供了一条新途径,在工业应用中是一种非常有发展潜力的检测技术。然而目前该项技术离实际应用尚有很大距离,主要难点在于微小电容测量和图像重建算法等方面。本文根据该领域目前研究的实际和实际应用的需要,设计了基于上下位机协同工作的电容层析成像系统硬件结构,论证了目前已应用的基于交流电容测量电路并设计了相应的信号变换电路,将信号变为易处理的直流信号经数据采集系统送入下位机中进行处理。理论分析表明整个硬件系统测量精度很高。通过分析目前应用的各种图像重建算法,作者对重建图像质量较好的Landweber迭代算法进行了改进,并从理论上论证了该算法的可行性。仿真结果表明,该改进的迭代算法与原迭代算法相比在图像重建质量和精度方面没有明显差距,而图像重建的速度却明显提高,满足了工业上实时流型识别的要求。在前人研究的基础上,本文采用模块化设计方法设计了上下位机各自的软件系统。整个软件系统使双机分工协作,由上位机控制下位机进行数据采集,上位机获得下位机的数据后进行图像重建。本文设计的电容层析成像系统可以应用于实际检测。