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电容层析成像作为传统过程成像技术被广泛应用于工业两相流或多相流可视化检测中,在汽车制造、生物医学等领域也逐渐发挥重要作用。为满足现代化生产要求,三维电容层析体成像技术正逐步成为电学成像领域的研究热点之一。本文分析了目前三维电容层析体成像的现状。针对近年来国外研究学者提出的自适应电容层析体成像技术特别是成像传感器敏感场进行了较为深入的研究,提出一种快速计算成像传感器敏感场的方法,并对不同电压封装激励下所形成的敏感场进行较为深入的分析,论文的主要工作如下:(1)针对自适应电容层析体成像系统中成像速度慢的问题,提出一种快速成像策略。首先基于自适应电容层析体成像场域静电场基本模型,推导出一种基于电势分布的快速敏感场计算方法。接着分析影响成像质量的两个因素:电容值变化量以及灵敏度。发现跨层极板的电容值与灵敏度较同层与邻层极板相差一个数量级以上,故提出一种快速采样方法,即不采样跨层极板间数据,仅对同层与邻层间极板采样。仿真结果表明,所提出的方法能保证成像质量的前提下,缩短成像时间。(2)针对ECVT与AECVT敏感场,包括单层传感器与多层传感器进行比较。给予参数结构相同的ECVT传感器与AECVT传感器同样幅值的均匀电压激励,并比较对应敏感场分布。仿真结果表明,对于结构参数且激励电压相同的ECVT与AECVT系统而言,二者敏感场分布相似。(3)针对自适应电容层析体成像传感器组合极板阵列在不同电压封装激励下敏感场分布变化进行分析。首先探讨了自适应电容层析体成像传感器不同电压封装与横向敏感场分布的内在关系,仿真结果发现均匀电压封装与不均匀电压封装线性改变时,灵敏度数值改变但敏感场分布不变,不均匀电压封装非线性改变时,敏感场分布会发生改变。分析自适应电容层析体成像系统在不同电压封装激励下纵向敏感场分布变化。改变电压封装,增加不同电压幅值同时激励,得到相应纵向敏感场分布。仿真结果表明,在增加电压封装中不同幅值电压的数目时,敏感场纵向灵敏度会随之减少。本文的研究工作主要是对自适应电容层析体成像敏感场的分析,其结果为三维电容层析体成像提供了有意义的理论参考。