电阻层析成像(ERT)技术作为过程层析成像技术中的研究热点之一,与其它层析成像技术相比,具有结构简单、响应速度快和成本低廉等优点,是一种具有广阔应用前景的两相流参数测量技术。但是,传统的ERT传感器检测电极与被测导电液体直接接触,易导致电极极化和电化学反应等问题,从而影响ERT在实际工业中的应用。针对该问题,本课题组基于电容耦合式非接触电导测量方法(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection, C4D)提出一种新的ERT技术,电容耦合ERT(Capacitively Coupled Electrical Resistance Tomography, CCERT).该CCERT系统传感器电极直接安装在被测绝缘管道外部,从而有效避免了传统ERT中由于接触测量引起的各种问题,是一种具有极大应用潜力的成像技术。虽然目前已经初步验证了该技术在层析成像领域应用的可行性,但由于该系统与传统的ERT系统有很大不同,无法直接借鉴ERT的现有研究成果。因此需要从基础性研究出发,对CCERT系统进行理论分析和建模,并提出传感器设计准则,进而才能实现有效的图像重建。针对这一现状,本论文主要从基础性研究出发,对传感器的建模和优化问题进行了较深入研究,同时对图像重建也进行了初步研究,同时根据研究获得的传感器设计准则,设计了CCERT样机,并进行了实时的图像重建验证实验。本文的主要工作和创新点如下：(1)建立CCERT传感器的数学模型,并利用二维及三维有限元仿真验证了电极间RC串联等效电路模型的有效性。(2)针对CCERT传感器结构的特性,为了降低外部寄生电容影响,借鉴电容层析成像系统中通过增加径向电极的方法,对该种结构的传感器进行研究。结果表明,针对所采用的数据采集模式,径向电极对测量值影响较大,对测量不利,不建议采用径向电极。(3)以降低数据检测电路的设计难度为优化目标,同时兼顾系统测量灵敏度,对CCERT系统的传感器几何及物理参数进行了优化研究。通过研究获得如下传感器设计准则：较薄的管壁、较大的管壁相对介电常数以及较大的电极张角对系统设计是有利的。(4)基于获得的传感器设计准则,设计了CCERT传感器样机。对图像重建所需的灵敏场进行仿真研究,获得了所设计CCERT传感器的灵敏场,同时将LBP成像算法应用到本系统。利用该样机进行了实时的图像重建验证实验。实验结果表明,该CCERT系统样机对目标成像效果良好,进一步验证了传感器模型的正确性,传感器设计准则的有效性,同时也表明获得的灵敏场与实际系统相符。