多相流参数测量对于现代化工业,以及理解多相流系统复杂的物理与化学机制具有重要意义。电容层析成像技术(ECT)以其非侵入、低成本、快速响应、安全性高等优势,被认为极具广阔发展前景的多相流可视化测量方法。然而,在微小电容检测,数据采集精度,图像重建质量等方面ECT可视化测量方法尚需进一步完善。为促进ECT可视化测量方法的工业化应用,本文从改善ECT系统信号采集速率与提高图像重建质量这两个方面改善ECT测量的精度与速度。主要研究内容：(1)传统ECT电路中,检测得到的电压信号要模拟器件组成解调电路才能得到最后的电压解调效果。然而模拟元件容易引入噪声,且整个系统的信噪比的改善上与低通滤波器有关,难以同时兼顾精度和速度。为提高ECT系统数据采集的精度及速度,采用数字正交序列解调方法对采集信号快速处理,在确保精度的前提下,提高信号处理速度,改善ECT数据采集的时间分辨率。数值仿真与实验结果证实了该方法的有效性。(2)提出了一个新型的ECT图像重建方法,将ECT图像重建问题转化为一个最优化问题。建立了一个可融合其它传感器的测量信息或是过去的测量信息的目标泛函,提高了ECT图像重建过程的信息量。提出了双边全变差正则化方法和基于高阶导数的参考图像正则化方法,有效的利用重建对象的先验信息。提出了一个集成分裂Bregman算法优势的新型迭代格式有效地求解建立的目标泛函。数值仿真结果表明,新算法重建图像的质量得到了明显改善,为ECT反问题数值求解提供了一种新的有效方法。