电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,简称ECT)技术是一种非侵入、无辐射、结构简单的工业过程层析成像技术,其基于电容敏感机理进行成像,以实现对封闭管道或容器内多相流参数的检测。目前,二维ECT技术发展较为成熟,但通过二维截面成像,无法获取准确的三维信息。因此,为适应工业发展需要,三维ECT技术应运而生,而其中直接三维图像重建技术更是成为电成像领域的研究热点之一。本文主要对直接三维成像中近年来提出的基于组合极板的ECT三维成像,也叫自适应电容层析体成像(Adaptive Electrical Capacitance Volume Tomography,简称AECVT)技术进行了初步研究。在前人工作基础上主要完成了以下工作:1、对ECT三维重建技术的原理及研究现状进行了较为详细地介绍;通过比较ECVT传感器与AECVT传感器结构,分析了AECVT传感器的优势。2、基于AECVT敏感场的数学模型,结合有限元仿真软件的特点,提出了 一种基于电场强度的AECVT灵敏度计算方法,该方法与传统灵敏度计算方法相比,减少了计算量。仿真结果表明该方法计算的灵敏度分布符合ECT灵敏度分布规律。3、利用LBP算法和Landweber迭代算法对基于ECVT传感器和AECVT传感器的成像对象进行了三维图像重建比较。仿真结果表明相同的成像对象条件下,基于AECVT传感器的成像结果更好。4、针对AECVT传感器可以通过调整小极板的电荷分布来控制灵敏度分布的特点,探讨了不同电压封装激励对AECVT图像重建的影响。仿真表明多电压激励比单电压激励时重建图像质量好;电压封装内不同电压幅值数量及位置变化也会对图像重建产生影响,不同电压幅值数量不宜过多,且电压封装内中间分布的电压幅值越大,其图像重建质量越好;电压幅值和位置变化对于重建图像质量的影响程度也与成像对象有关,成像对象越复杂,其重建难度越大。