过程层析成像技术具有非侵入、可视化等特点,可实现复杂流动介质相分布参数检测。过程层析成像技术可以应用于多相流,医学等领域。常见的层析成像模态包括电学,超声和射线等,每种模态都对被测过程的特定物理参数敏感。电容层析成像技术,电阻层析成像技术与超声层析成像技术作为基于不同物理原理的过程层析成像技术,适用范围及成像特点各有所长,并且超声和电学在其测量参数和敏感场分布上都具有互补性。通过对不同模态测量数据的融合,多模态过程层析成像技术在复杂多相介质流动的在线可视化及参数测量方面具有很大的潜力。目前尚无融合电容层析成像,电阻层析成像与超声层析成像模态的多模态过程层析成像系统,已有的多模态系统都存在模态配置不够灵活,接口不统一,不可自由组合的缺点。为了解决这一问题,本文提出一种基于CPCI的组合式多模态层析成像系统,主要设计工作如下:（1）设计了一套组合式多模态层析成像系统与基于CPCI的多模态通信接口。设计了基于多模态系统的各模态层析成像模块,可根据被测对象的物理参数差异,选择合适的模态测量板卡接入组合式多模态系统,实现不同测量模态的自由组合。（2）设计了基于CPCI硬件标准的多模态系统控制线,实现了多模态板卡板间的逻辑通信。设计了基于FPGA的多模态主控模块与受控模块。提出了基于FPGA的异步时钟域信号的处理方法。改进了已有单模态系统,使之成为组合式多模态层析成像系统的子系统。（3）完成了基于CPCI的组合式多模态系统在线数据采集实验,并以塑胶棒模拟多相流完成了系统静态成像实验。结果表明,组合式多模态系统可以实现多模态同步工作,具有较高的数据实时性和多模态时间同步性。