气液固三相流化床是石油化工、生物工程等反应中的重要反应设备,流化床内各相介质流动特性的在线测量对流动过程和流化床的优化设计具有重要意义。电磁层析成像技术面向电导率或磁导率分布测量,具有非侵入性、高实时性、非辐射等优点,为流化床内高磁导率固相介质分布测量提供了一种有效方法。针对气液固三相流化床中磁性催化剂的测量需求,本文使用隧道磁敏电阻传感器(TMR)代替测量线圈,提出了面向固相颗粒磁导率分布测量的电磁层析成像系统,主要工作如下:1、在已实现的电磁层析成像系统中,线圈被用作测量元件,其感应电压强度与激励频率与线圈尺寸相关,线圈之间的容性耦合也会影响测量信号精度。本系统对比分析了TMR传感器与线圈的磁场测量敏感特性,并对TMR-线圈传感器阵列进行了优化设计。实验结果表明TMR传感器测量电压与激励频率无关,具有更高的磁场灵敏度,有助于提高EMT系统的测量性能。2、现有的电磁层析成像系统主要关注电导率分布重建。为满足磁性催化剂分布的测量需求,在COMSOL仿真平台中利用模拟扰动法计算了本EMT系统针对磁导率测量的二维和三维灵敏度系数矩阵,并在仿真平台中使用多种图像重建算法获得了物场内磁导率分布的重建图像,验证了TMR传感器在EMT系统中应用的可行性。3、设计了基于FPGA的电磁层析成像系统,可产生不同频率的激励磁场,以适应不同的应用需求;搭建了用于微弱测量电压的前端滤波放大电路;利用可编程放大电路提高了测量系统的动态测量范围;系统可实现多种激励测量策略;在FPGA内实现了正交序列解调算法,计算被测信号的幅值与相角信息。初步测试结果表明,本系统已稳定工作,可获得精确的EMT测量数据。4、利用设计的EMT系统,对气固两相和气液固三相介质进行了静态成像实验。在不同的固含率条件下,本系统可以重建多相介质中的固相分布,证明了电磁层析成像技术应用于高固含率气液固三相流化床的可行性。此外,初步分析了独立测量数对重建图像质量的影响。