电容层析成像技术(ECT)是基于电容敏感原理的过程层析成像技术(PT)。该技术具有非辐射、非侵入、响应速度快、成本低廉和安全性能好等优点,已发展为一门重要的两相流参数检测技术,该技术是目前过程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,在系统设计以及应用上还存在不少问题和难点。因此有待进一步研究和发展,以便将该技术尽快应用于工业领域。本文以12电极电容层析成像系统为研究对象,深入研究了电容层析成像技术的特点、工作原理和系统构成;设计了微小电容测量电路模型;将相敏解调原理应用到系统中,以实现对噪声信号的抑制,采用高精度乘法器、八阶低通滤波器实现抗噪声干扰的相敏解调电路;分析了耦合电容对系统的影响,通过硬件电路、软件实时补偿消除了耦合电容;设计了一套简化电路结构的极板开关控制阵列,使所有极板共用一个正弦激励信号和一路C/V转换电路。系统采用了增益可控差动电路进行直流补偿,利用PGA差动电路控制滤波电路的输出直流信号,反相端输入为D/A补偿电路输出的补偿信号,相减后经PGA内经放大后送入A/D测量电路,采用DSP芯片为核心控制芯片,最后由DSP将测量得到的数据通过串行口传送给计算机以完成电容的测量。在数据采集系统上进行了试验,验证了方法的可行性,较好的解决了微弱电容的测量问题,提高了系统的抗噪能力。