电容层析成像技术(Electrical Capacitance Tomography,ECT)是近几十年发展起来的一种新型可视化检测技术,因其具有成本低,响应速度快,携带方便,无辐射,无侵入性,鲁棒性等优点,被广泛应用于火焰燃烧、流化床监测等工业领域中。而随着工业发展得越来越快,也对ECT技术的测量精度和速度提出了越来越高的要求。为了提高ECT系统的数据采集速率,本文对电容层析成像中的微电容测量电路进行了研究,将三角波激励的测量电路引用到系统中,构建了一套ECT成像系统,有效提高了系统的数据采集速率。以气固两相作为实验对象进行验证,得到了较好的测量数据和实验图像。本文主要研究工作和研究结果如下:1、对比分析了不同的电容测量电路,提出一种采用三角波代替传统正弦波作为激励信号的方法,利用C/V转换电路的微分特性,使其输出为方波信号且幅值与被测电容值呈线性关系。由于其不需要相敏解调环节,且测量电路响应时间减少,电容测量速率大幅提高。2、基于Xilinx Spartan-6型FPGA芯片,设计并实现了一套数字化的数据采集系统,该系统由FPGA读取ROM中的三角波数字信号,经外部D/A转换电路生成激励信号,设计可编程放大增益扩宽了测量电路的动态测量范围,外部A/D转换电路将测量数据采样,利用FPGA内部逻辑资源实现对数据的中值滤波处理,然后通过USB2.0的方式与上位机传输通信。3、进行了系统性能测试和成像实验,实验证明,本系统能稳定工作,准确的采集到传感器端的电容数据,与正弦波激励测量方式相比,数据采集速率提升至2681幅/秒。