电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,ERT)技术可在不破坏或不干扰被测物场的基础上,通过测量敏感场域内的节点电势推导出电导率分布,进而得知管道或容器内部的物场分布状况。它具有低成本、非侵入等优点,在两相流检测领域应用前景广阔。为了提高电阻层析成像系统对离散相如气泡尺寸大小的分辨能力,满足不同尺寸尤其是大尺寸管道的两相流检测,论文提出了32电极ERT系统新方案。所做的主要工作有:(1)根据相关电磁场理论建立了ERT系统的数学模型,求取了均匀媒质分布、离散相同心分布和离散相偏心分布三种情况下ERT系统正问题的解析解;建立了ERT系统激励电极阵列的阻抗模型,对电极阵列设计具有指导作用;分析了ERT系统常用的激励/测量模式及特点,为ERT系统模式选取提供了重要依据。(2)基于MATLAB PDE工具箱完成了32电极电阻层析成像系统的仿真研究,得出了相邻与相对激励模式下敏感场内电势及电场的分布,并研究了流型、电极数目、气泡位置和大小诸因素对ERT正问题求解结果的影响,根据仿真结果提出了一种仿真求解ERT系统的新方法。(3)应用有限元方法、基于VC++编程实现了敏感场场域剖分和有限元方程组的建立与求解,得出了场域内各剖分节点的电势值的数值解,与基于MATLABPDE工具箱的仿真结果进行了相互验证,同时为后续图像重建研究奠定了基础。(4)分析了图像重建的原理以及常用图像重建算法的优缺点,并着重对LBP算法的原理及应用进行了优化分析与研究。