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电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography, ECT)技术是一种可对封闭管道或容器内的多相流进行可视化监测的技术,其因具有非侵入、成本低、耐高温和结构简单等优点而被广泛应用于工业生产过程可视化监测。目前,大部分工业ECT系统均基于直径为5 cm-20 cm的小尺度传感器设计,而对于直径大于或等于1m的大尺度容器,如煮糖罐,现有ECT系统无法对其内部蔗糖晶体溶液进行可视化监测,因此,有必要设计基于大尺度传感器的ECT系统。本文在前人成果的基础上,对基于大尺度传感器的ECT系统硬件部分进行了设计、制作和测试,主要完成以下工作：1、对基于多种尺度传感器的ECT系统设计和应用的国内外发展现状做了较为详尽的介绍；初步提出了基于大尺度传感器的ECT系统硬件框架。2、阐述了基于大尺度传感器的ECT系统有限元仿真模型和传感器综合性能评价函数,并结合两者对传感器结构参数进行优化,设计并实现了大尺度ECT传感器。3、设计并实现了基于大尺度传感器的ECT硬件系统,分析了各关键模块；针对由大尺度传感器引入的较强杂散电容测量干扰,采用了等电位驱动电缆内屏蔽技术结合双T型模拟开关阵列和数字解调电路的方式来进行消除；针对大尺度传感器中心区域灵敏度较低的问题,采用双极板激励模式来提升传感器中心区域敏感场强度,从而提升系统灵敏度。4、测试了基于大尺度传感器的ECT硬件系统在正常工作条件下的连接电缆极限长度；测试了硬件系统整体性能,分析了系统的抗杂散电容干扰能力和稳定性；利用硬件系统测得的数据进行初步成像研究。测试结果表明,基于直径为1m传感器的ECT系统的连接电缆极限长度约为3.9 m,在双极板激励模式下,采用等电位驱动电缆内屏蔽技术结合双T型模拟开关阵列和数字解调电路的方案,可使该ECT系统具有较好的抗杂散电容干扰能力和稳定性,且能较好的识别蔗糖测试物。