本发明公开了一种可视化实验装置，包括支撑台架，在所述的支撑台架上呈倾斜升降调节设置有真空可视主体，所述的真空可视主体包括真空可视腔体和设置在真空可视腔体内部的更换式可视实验管，所述的真空可视主体的倾斜升降端为低温流体进入更换式可视实验管的出口端。还公开了利用其进行传感器检测的方法和电容层析成像系统。该可视化实验装置，具有真空绝热，密封性好、漏热损失最小化，同时能够保证实验管内低温流体100%液体状态、100%蒸汽及任意体积含量的两相流、单相流三种状态之间的自由切换，同时具有结构紧凑、占地面积小、操作方便，安全可靠、运行稳定、可长时间保持恒定液体状态，检测数据精准可靠。