电容层析成像(ECT)是具有很大发展前景的层析成像技术,测量部署在管道外壁极板间的电容数据,对管道内部介质物体的介电常数分布利用图像重构算法进行可视化。因此,获得高精度的电容数据和高效率的图像重构算法对ECT技术至关重要。本文利用电容数字转换器(CDC)的精度高、集成度高、抗干扰能力强、性能稳定、成本低等特点,设计一种新型的电容测量电路。首先利用Arduino与EVAL-AD7746编程实现单通道测量,发现该电路可以得到精度很高的测量结果。为了解决CDC芯片的量程限制,本文利用CDC量程扩展电路,加入模拟开关,实现多通道电容的有序、高精度测量。ECT系统的电极板分别部署在管道外壁,通过模拟开关选择被测量的两个极板,然后CDC电路测量电路完成被测极板之间电容值的测量。STM32系列集成电路通过ⅡC总线实现和CDC电容测量电路的通信,CDC电路完成电容数据的测量和换算。利用STM32系列的串口模块,将CDC电路输出的电容信号传送给电脑端,完成电容数据的获取和存储。由于电容层析成像的“软场”性质,为了获得高质量的重构图像,本文提出了一种新型图像重构算法,使用标准Tikhonov(STR)的模型,利用一阶全变差(TV)正规化和二阶TV正规化来建模ECT图像重建问题。Bregman算法可以将复杂的问题拆分为简单的问题进行求解,本文利用Bregman算法来更有效地求解提出的目标函数。将本文提出的目标算法与传统算法的STR算法以及Landweber算法进行比较,仿真结果说明该图像重构算法的有效性。