随着信息技术的发展和工业过程自动化水平的不断提高,多相流在工业过程中出现的频率越来越高,从而在科学研究和工业过程中对多相流参数的实时检测提出了更高的要求,对多相流参数进行测量的需求越来越迫切。电学层析成像(Electrical Tomography)技术具有成本低、实时性好、非侵入、系统结构简单、非辐射安全可靠等特点,越来越成为关注的焦点。电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)仅对测量对象的介电常数分布进行重建,而电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography,ERT)仅对测量对象的电导率分布进行重建,实际的多相流既具有介电常数分布特征,也具有电导率分布特征,将ECT与ERT相结合,组成双模态测量系统对多相流进行测量,具有重要的意义。本课题开展完成了如下的研究工作:1、提出了测量对象的电阻电容并联模型,为ECT、ERT系统选用C/V、R/V转换电路,运用电路知识对电路进行分析,研究了电阻R、电容C变化的规律,分析了频率对R、C可测量范围的影响,进而分析了单频激励下、混频激励下R、C可测量范围,为双模态系统检测电路参数选取提供了一种互补优化的方法。2、提出了三种双模态电极结构,运用ANSYS有限元分析软件,分析了三种电极结构的电势分布,得到较优的电极结构;定义电极优化指标,建立两种微元结构,采用正交实验法进行试验,分析了各参数对指标的影响,得到了最优的模型尺寸。3、运用模块化的设计思想,设计了一套双模态硬件系统,通过解调模块分别获取测量对象的实部、虚部,提高了系统测量的精度;完成了上位机软件设计,通过I/O口灵活实现各种测量方式的选取。4、在硬件软件平台的基础上,进行了可行性实验研究,初步验证了当水为连续相时,利用虚实部信息,ECT和ERT均能体现敏感场的变化,为进一步的研究奠定了基础。最后,针对当前研究和双模态系统存在的不足,提出了一些建议。