近几十年来,电阻抗层析成像技术(Electrical Impedance Tomography,EIT)由于其成本低,非侵入,无辐射,成像速度快等优良特性受到国内外科研人员的广泛关注,取得了飞速发展,并应用于工业和临床医学领域[1]。目前,大部分研究是基于均匀场作为参考场进行图像重建,而在实际应用中,比如多相流检测和生物医学的应用领域,很难获得电导率均匀分布的参考场的测量数据。本文作者主要针对非均匀场作为参考场的图像重建问题进行研究,提出了新的方法:参考电导率拟合法和梯度方法,用来解决有关图像重建的问题,提高了重建图像的质量。本文提出了参考电导率拟合法[2],通过对比场与参考场边界电压的比较,计算最优的拟参考电导率,并与相对电导率分布相乘,获得拟绝对电导率分布图像。然后,利用拟绝对电导率分布计算出精度更高的气液二相流的空泡率[3],这验证了图像重建精度的提高;另外,提出了梯度方法[4],用于准确确定场域内的目标物边界,这有利于在目标物边界区域内部重建精度更高的图像。本文做了大量的基于非均匀参考场的仿真研究和水槽实验,进行了电阻抗正问题和逆问题的求解,部分过程和结果会在文中展示;作者还引入了常用的评定标准,用来评估新方法的正确性和相对误差,并与传统方法进行了比较。参考电导率拟合法是一种方便有效的新方法,本文的实验和仿真结果表明它不需要获得背景电导率,便可以求出与场域平均电导率接近的拟参考电导率,新方法计算出的绝对电导率图像接近真实,另外,与将背景电导率作为参考电导率进行图像重建的传统方法相比,相对误差大致相同,这使得电阻抗成像技术在无法获得背景电导率时得到应用。用该方法求出的电阻抗分布推出了精度更高的气液二相流的空泡率,验证了新方法可以提高图像重建的质量。仿真和实验的结论一致表明,梯度方法不依赖先验知识,便可以将目标物完整地包含在目标物区域,且精度较高;而传统的阈值方法需要合理的选取阈值,当取得合适阈值时,精度较高,然而若阈值取的过高,估计的边界有可能不能完整包含目标物,造成严重后果。梯度方法对于图像重建的贡献在于可以划定更小的完整包含目标物的区域,以重建出区域内部精度更高的图像。这些研究提高了电阻抗图像重建的质量,帮助电阻抗技术更好的应用于工业和临床医学领域。