电容层析成像(ECT)技术是目前较为广泛研究的一种两相流参数检测技术,它具有成本低、速度快、非侵入性、适用范围广和安全性能高等优点,已在诸多方面得到了研究和应用。但是由于技术还不完善,目前主要集中在实验室的研究应用,真正的工业现场应用不多。本文以12电极电容层析成像系统为研究对象,研制了一套基于FPGA的相干交流检测电容层析成像系统。其主要工作是:在简要说明过程层析成像技术对于科研及生产的重要意义、研究现状及发展趋势的基础上,分析了电容层析成像系统的组成,研究其工作原理,建立传感器敏感场的数学模型;根据电容传感器结构参数的影响及设计原则,设计了电路内嵌式12电极电容传感器,有效抑制了同轴电缆杂散电容的影响;同时设计了一套传感器极板阵列开关控制电路,使所有极板共用一个激励源,设计中应用了FPGA器件使该控制电路具有较强的可扩展性;应用了锁相技术、同步检波技术,实现了相干解调,避免了杂散电容带来的相移不稳定现象,提高了系统的灵敏度;分析了耦合电容对系统的影响,通过软件实时补偿消除了耦合电容;开发了以FPGA为核心的数据采集系统,提高了数据采集和处理速度;分析了常见的ECT图像重建算法,并提出了参数优化的RBF神经网络图像重建算法。系统各项试验取得了比较理想的结果,较好的解决了微小电容的测量问题,提高了系统的抗噪能力。