气固两相流被广泛应用于高炉煤粉喷吹的气力输送过程,通常采用电容法对气固两相流相浓度进行测量。现有电容式相浓度测量方法中,以固相介质介电常数不变为前提,当固相介质介电常数发生变化时,容易引起较大的测量误差。本文针对柳钢2#高炉的喷煤总管测量管径大、喷煤煤种变化频繁、煤粉输送距离远等特点,提出了一种组合电容传感器的能够补偿介电常数变化的喷煤总管质量流量测量方案,结合软测量技术实现煤粉质量流量的在线测量。本文完成的主要工作:(1)了解柳州炼铁厂喷吹工艺,分析现场质量流量影响因素,结合柳钢2#高炉喷煤系统实际情况,确定总管煤粉总管质量流量测量方案;(2)通过查阅文献及相关资料,对现有气固两相流相浓度测量方法进行分析,研究固相介质介电常数变化的补偿方法,并基于此补偿方法建立新型气固两相流电容式相浓度测量系统;(3)基于有限元分析软件ANSYS对平行-螺旋、螺旋-螺旋极板电容传感器进行仿真实验;基于实验室情况下搭建系统平台,对不同材料不同传感器结构进行温度特性试验。获得具有最佳介电常数补偿效果的电容传感器组合形式、结构及尺寸;(4)根据电容信号特点,分别设计浓度和速度测量电路,实现电容信号的滤波放大和信号处理。(5)完成了系统数字电路设计,基于LPC2388芯片为核心,搭建A/D转换电路、以太网通讯电路以及片外存储器电路等;完成基于LPC2388的ARM7芯片的下位机程序编写,实现下位机系统的测量与通讯;(6)分析现场质量流量影响因素,探究合理流量计算方法,在研究互相关与波形比较基础上编写了合理的速度算法,并结合实际情况设计了校正模块;(7)结合现场实际需求,利用Visual Studio 2012编写了上位机软件。主要包括通讯模块、模型参数自动更新模块、数据库管理系统、在线修正模块、人机交互界面和报表系统等。