多相流系统是一个复杂的非线性动态系统,相间存在着界面效应和相对速度,致使多相流参数检测的难度较大。在国际上,多相流参数检测也是一个急待发展的探索研究领域。近十多年来迅速发展起来的过程层析成像技术在解决多相流检测问题上有很大的潜力和广阔的工业应用前景。电容层析成像技术以其成本低、响应速度快、结构简单、适用范围广、非侵入式、安全性能好等优点,成为过程层析成像技术的主流和研究热点,但离实际应用尚有很大距离,因此有待进一步研究和发展。 本论文以16极板电容层析成像系统为研究背景,主要探讨电容层析成像技术在多相流数据采集、图像重建等方面的相关问题。主要完成了以下工作: 1.介绍了过程层析成像系统的特点、用途、构成、发展现状和基于不同敏感原理的过程层析成像技术。阐述了电容层析成像的工作原理、系统组成和电容层析成像系统独特的优点及其应用前景; 2.设计了电容层析成像系统的相干数据采集系统; 3.开发了以DSP为核心的ECT数据采集系统,提高了数据采集和处理速度,可方便、快速地与上位机实时通信; 4.设计、调试以DSP为核心的软件系统,其中算法部分用汇编语言进行编程和调试,大大地提高了图像重建的速度; 5.简介了ECT系统敏感场仿真过程,对多种ECT图像重建算法作了比较; 6.为获取高质量的离散相分布图像,根据基于约束的最小二乘法和SIRT算法,提出了一种带有最优修正的新的图像重建算法,实验结果证明具有很高的图像重建精度,图像质量得到改善。