电学层析成像（Electrical Tomography，ET）技术为20世纪80年代发展起来的一种基于电磁场敏感原理的层析成像技术，具有无辐射、非侵入、响应速度快、成本低以及可视化等优点，自问世以来便受到国内外研究人员的广泛关注。电容层析成像（Electrical Capacitance Tomography，ECT）技术作为电学层析成像技术的一种，以敏感场中介电常数分布为研究对象，可广泛应用在工业过程检测与控制中，具有非常诱人的应用前景。经过几十年的发展，电容层析成像技术已经开始从实验室向工业应用过渡，技术理论和技术支持也日臻成熟和完善。随着电容层析成像技术应用的不断深入，人们对电容层析成像系统也提出了越来越多的要求。既要求系统有较快的数据采集速度、较高的数据采集精度、较好的图像重建质量，还要求系统设备小型化、集约化以及低功耗。为适应新形势发展要求、拓宽电容层析成像系统的应用范围，本文在原有电容层析成像系统基础之上，进行了新的探索研究，开发了一套基于FPGA和AD5933的电容层析成像系统。AD5933是一款低功耗、集成式阻抗谱测量芯片，采用16引脚SSOP封装，内部已经集成直接数字频率合成器、模数转换器、低通滤波器、数模转换器等模块，可通过I~2C总线直接输出被测介质的阻抗信息。系统采用FPGA与多片AD5933协同工作，每片AD5933负责一个电极，由“T”型组合开关确定电极状态，最终由RS232串口将测量得到数据传至上位机，进行图像重建。系统采用VHDL语言编写I~2C总线模块、RS232串口通信模块，实现FPGA与AD5933通信以及与上位机通信；系统流程由FPGA内嵌8位微处理器PicoBlaze控制。经实验测试，电容层析成像系统信噪比可达70dB，数据采集速度随电容层析成像系统电极个数的不同而不同，8电极约为110帧每秒，12电极约为75帧每秒，16电极约为56帧每秒。系统体积小、功耗低，可应用在对实时性要求不高但对系统体积及功耗有一定要求的场合。