电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography, ECT)与电阻层析成像技术(Electrical Resistance Tomography, ERT)是两种当前最为成熟的电学层析成像技术(ET),二者以成本低、实时性好、非侵入性以及无辐射等优点在多相流参数检测领域都有着广阔的发展前景。其中,ECT对敏感场内介电常数分布进行重建,ERT则对敏感场内电导率进行重建,而实际多相流中既有介电常数分布特征也有电导率分布特征,将二者有机融合可以拓宽其应用范围,获取更多的多相流参数信息同时也能够提高测量精度。因此,基于ECT和ERT的双模态层析成像系统的研究具有重要意义。本课题从实时性与数字化两个角度着手,针对ECT与ERT结构的融合,提出了一种基于FPGA的新型双模态层析成像系统的设计方案。在此基础上,完成了其硬件及软件平台的搭建,并进行了相关测试与实验。本文主要完成了以下工作：(1)学习当今典型双模态技术的发展情况；对实验室原ECT和ERT单模态系统结构与性能进行对比分析；详细讨论了限制系统实时性和成像精度的主要技术瓶颈。在此基础上,提出了基于FPGA的ECT/ERT双模态层析成像系统的总体方案。(2)在总体方案的基础上,结合实际因素对系统各个部分的多种设计方案进行对比分析。完成双模态传感器、激励源、信号检测电路、模拟开关阵列、AD转换电路以及通讯模块的设计。(3)设计基于FPGA的数据采集与预处理系统,完成其串口通讯、存储器管理、模拟开关阵列控制等基本功能模块及数字信号处理模块的配置与设计,发挥FPGA并行的特点,改善系统的实时性与稳定性,初步实现系统的数字化。(4)分析并行采集模式引起的通道一致性问题,确定基于FPGA的硬件解决方案；分析系统的数据采集速率,在ECT或ERT单模态工作情况下数据采集速度为714.3帧／秒,双模态工作时可以达到357.1帧／秒,高于原系统52.3帧／秒与14.6帧／秒的采集速度。(5)基于Qt Creator完成了上位机软件平台的开发。编写了其人机交互界面,提出了基于QGraphicsView框架的图形刷新方式。编写了系统的线性反投影(LBP)成像算法。(6)搭建ECT/ERT双模态系统,通过测试实验,验证系统工作的稳定性和可重复性。(7)在本系统平台上进行了静态与动态的成像实验。其中,静态成像实验在连续相为空气时系统最小图像分辨率可达3%；动态实验中,在线成像速率可达80帧每秒。