电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)和电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,ERT)是基于电磁场理论的新型测量技术,具有无辐射、非侵入、响应速度快、成本低以及可视化测量等优点,在工业测量及医学监测中具有诱人的发展前景。ERT适于测量以导电性介质为连续相的介质,而ECT适于测量以非导电性介质为连续相的介质。为了拓宽ECT及ERT技术的应用范围,获取更为丰富测量信息,提高测量精度,将ERT和ECT有机地进行融合,提出了ERT/ECT双模态成像技术。本课题对ERT/ECT双模态空间敏感阵列电极的数学模型、电场特性及敏感阵列电极结构优化等有关方面内容进行了深入研究,主要工作和结果如下:1.采用复电导率概念,提出了统一的ERT/ECT敏感场数学模型,并给出ERT/ECT正问题的有限元求解方法;2.分析ECT/ERT敏感场的‘软场’特性,借助大型有限元软件ANSYS,利用参数化设计语言APDL编写ANSYS程序,对ECT/ERT敏感阵列电极进行三维电场仿真,分析敏感阵列电极结构参数对敏感场分布的影响。3.介绍ERT/ECT单模态传感器设计,探讨敏感阵列电极优化目标和原则,改进电极结构参数。4.设计ECT/ERT双模态复合阵列传感器,并指出双模态传感器的优化应以ECT电极为主。分析双模态电极敏感场的相互影响,提出敏感阵列电极设计优化指标,通过仿真计算给出电极参数优化结果。最后,作者提出阵列电极优化设计进一步改进的意见。