气固两相流在多相流体系中普遍存在,例如,自然界的大漠扬沙,化工、冶金、能源和粮食等领域的燃料配送,散装物料的气力输送和粉尘处理等。由于气固两相流动规律比单相流动的流动特性更复杂,且各相间的界面效应等原因,致使对两相流动过程参数的检测难度很大。本文利用激光PT技术进行二相流参数检测。采用基于透射模式的激光PT技术是一种新型工业过程层析成像技术,将光的吸收和散射原理与由投影重建图像的理论相结合,通过检测被测物质对光调制作用来重建被测物质的空间分布信息。激光PT具有非侵入性、非接触性、无污染性等优点,具有良好的工业应用前景。目前,这项技术是国内外热点研究课题之一,其发展水平还未很好满足工业应用的要求,尚属一个急待发展的研究领域。 本文在课题研究小组近年来取得的研究成果基础上,利用自制全方位双层扇束光学传感器进行固体颗粒速度测量。通过阵列式光源激励和空间多角度光信息探测获取被测物场两个断层的光学投影数据,再运用互相关测速原理和反投影法来重建管截面的纵向速度场分布。主要工作内容包括: 1.提出了双层环形扇束传感器结构的设计思想,并研制了5×5扇束结构的双层阵列式激光传感器; 2.应用数字滤波对采集数据进行降噪预处理; 3.应用互相关测速技术进行固相颗粒弦平均速度的检测,利用线性反投影算法和滤波反投影算法进行MATLAB仿真研究,重建纵向速度场分布; 4.在Visual C++6.0环境下实现了软件控制激光器的串行激励方式和多路A/D转换、建立了气体-颗粒流垂直管段模拟实验装置,并对石英砂颗粒流速度进行测量,实验结果表明该新型光测技术具有应用可行性。