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本发明公开了一种平面阵列电极电容传感器，通过设置底部屏蔽板、边缘屏蔽框和极间屏蔽条，大大降低了环境噪音对测量结果的影响，有利于提高测量精度。本发明还公开了基于上述平面阵列电极电容传感器的平面阵列电极电容成像系统以及成像方法，通过将数据融合技术应用到重建图像的图像处理当中，针对3×4平面阵列电容传感器，利用ANSYS有限元仿真软件将被测材料分为8层，计算出各层的灵敏度矩阵，采用Landwerb迭代算法进行图像重建，为融合重建出的分层图像，采用主成分分析法计算重建分层图像的主成分向量，将主成分按其贡献率的百分比进行融合，最终得到融合后的图像，数据融合得到的图像在图像误差和相关系数上较原图像均有改善。