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,已发展成为一门重要的两相流参数检测技术。但ECT技术为了应用于实践,还有一些有待完善的地方,如:微弱电容检测、改善系统的抗干扰性能等方面。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;通过有限元仿真得到的电容值仿真参数,设计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,建立了前项补偿消除耦合电容的理论模型,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;分析串口实现下位机与上位机通信的可行性,有效性;采用DSP芯片为核心控制芯片,编写下位机软件,实现对数据采集系统的控制及与上位机的串口通信编写上位机程序,实现对数据的接收与保存。最后,在数据采集系统上进行试验,验证了方法的可行性,系统的精度达到了0.49974V/pF,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。