电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)技术是基于电容敏感机理的PT技术。ECT技术具有成本低、非侵入、响应速度快等优点,是一种在工业应用中非常有发展潜力的PT技术。近二十年来,ECT技术在很多方面均取得了较大进展,并在工业过程参数检测领域取得了较丰硕的成果,但要达到实际应用阶段尚有许多基础研究需要进一步探讨。本课题着重于ECT系统的优化设计和应用研究,主要研究工作和结果如下:1、ECT系统实时成像软件包的开发作者编制了ECT系统实时成像软件包,包括控制与图像重建部分。控制部分充分挖掘硬件系统特点,软硬件结合的优势得以充分发挥;图像重建部分采用灵敏度系数算法。2、设计并研制成功基于电场成像芯片MC33794的电容层析成像系统。3、阵列电极的优化设计ECT系统的敏感场为“软场”,其分布是非均匀性的且这种非均匀性主要依赖于阵列电极的结构参数。作者分析了阵列电极各结构参数对敏感场分布非均匀性的影响,并利用有限元法进行了优化,获得一组特定条件下的优化结构参数。4、系统性能实验研究对开发的ECT系统进行了性能测试,包括静态及动态性能测试。a)静态性能测试:系统空间分辨率测试、不同数目物体的成像实验、典型气/液两相静态模拟流型测试。结果显示,该系统可以清楚地重建出流型分布的图像。b)动态性能测试:实验测试成像速度可达20帧/秒。