电容层析成像（Electrical capacitance tomography，简称ECT）是一种基于电容敏感原理的过程成像技术。其基本原理是通过均匀粘贴在管道外壁上的电容极板，感应出管道内部因介质变化而引起的各极板电容值的变化，并将测量到的电容值送给上位机，通过图像重建算法进行图像重建，从而获得被测区域内的介质分布情况。它属于非接触、无损伤式的检测方式，具有结构简单、成本低、响应速度快等特点，工业应用前景广阔。本文介绍了电容层析成像技术的原理以及国内外该领域的研究现状，比较了传统的分立元件电容测量方法和新型的集成芯片电容测量方法，分析了CDC（Capacitance to Digital Converter）技术在电容测量方面的优势，重点论述了电容层析成像系统软硬件的实现。本系统采用下位机和上位机并行的工作方式：利用内置了16位电容数字量转换器子系统的C8051F700单片机建立ECT下位机部分，辅以外围设备，包括极板电容输入电路、供电电路、LED显示电路以及RS-232通讯接口电路。C8051F700芯片拥有32个电容输入通道，通过多路复用器可以实现多通道电容值扫描测量。下位机的主要功能是进行投影数据的采集、发送等；而以LabVIEW为平台的上位机软件，是控制系统运行的重要部分，实现了与下位机的通讯，能够对电容采集方式进行控制，实现数据接收与处理，ECT二维、三维图像重建和显示等，人机交互界面简洁美观。在实验室条件下，对该系统的下位机的稳定性和线性度进行了分析，对上位机软件进行了性能测试。实验结果表明，该系统能够实现多通道电容值的测量，有着一定的稳定性和线性度；利用LabVIEW编写的上位机软件，可实现二维、三维图像的重建和显示。