流动层析成像技术是近年来飞速发展起来的一门新技术,它是将医学工程中已成功实现的断面(层析)成像技术应用到多相流检测技术之中,通过得到多相流横截面上各相分布图像来达到测量多相流参数的目的。与其它多相流参数检测技术和方法相比,它能提供多相流流动过程中多相流混合体局部区域瞬态微观的信息。它的出现给多相流检测技术的发展带来了革命性的变化。该项技术在解决多相流检测问题上有巨大的发展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、适用范围广、结构简单、非侵入式、安全性能好等优点,成为目前流动层析成像技术发展的主流和研究热点,但离实际应用尚有很大距离,因此有待进一步研究和发展。本文以基于电容传感技术的电容流动层析成像系统为研究对象,主要探讨了电容层析成像图像数据采集系统方面有关的问题。本文的主要研究内容和成果如下:简要地说明了流动层析成像技术的发展现状和存在的问题,指出了电容层析成像技术的优点;分析了电容层析成像技术的工作原理和各组成部分的主要参数;研究了传感器与数据采集电路集成的新方法,提出了一种自定制硅集成电路设计,对ECT系统电容测量电路的结构进行了优化;为满足电容层析成像系统对电容测量的相当苛刻的要求,用来对电容进行测量的电容/电压转换电路设计成为难点。本文具体分析了电容测量的问题,在研究多种电容测量电路的基础上,提出了实用的电容/电压转换电路,做了具体的实验,给出了该电路的静态特性指标;根据系统要求选用电路原件,并编写数据采集软件驱动和控制整个电路;结合该系统的图像重建部分,进行了实验分析,并将分析结果与实验结果进行对照,实验证明分析结果具有较高的精度,且该系统的研究取得了满意的效果,图像重建和含率计算的误差小于2.5%;研究了一种高速通讯方法,采用USB和RS-485接口相结合的方法,可以提高采集系统的远程通讯能力; <WP=6>为提高数据采集系统的实时性、实用性、可扩展性,改变传统的单片机编成方法,采用嵌入式开发方法,剪裁并移植嵌入式操作系统内核,以此为基础设计数据采集软件;探讨了嵌入式系统开发,结合软件工程改进和总结出面向不同硬件组成的开发方法。