随着聚乙烯产业的快速发展,气固流化床正在越来越被广泛的关注。虽然气固流化床有很多的优点,但是物料结块问题已经成为气固流化床面临的最有挑战性的难题之一。现有的传统结块监测方法有差压法和温度法,但是上述两种方法都不能准确、及时的发现流化床结块故障。其他的结块监测方法尚存在各种不足,比如静电测量法需要对现有的流化床装置进行改造,而射线法测量仪器价格昂贵,甚至可能影响人体健康。因此本文决定采用声波监测技术来监测气固流化床结块故障。本文建立了声波实验系统,利用压电陶瓷声波传感器监测物料颗粒撞击流化床内壁的声波信号,同时将声波信号转换成电荷信号,通过长屏蔽电缆无失真的传输电荷信号,编写Qt程序调用声卡实现信号采样,利用Qt自带的QSqlite数据库存储采样得到的声波信号数据。为了监测流化床结块故障,本文提出了早期结块预警系统(AEWS),观察流化床由正常工况向结块工况变化的过程中声波信号功率谱重心的变化范围确定小波包分解尺度,通过计算每一个小波包频段能量分率提取声纹特征,利用主元分析(PCA)实现特征向量降维,之后利用支持向量数据描述方法(SVDD)建立流化床结块判据。实验结果表明,相比于传统的结块监视器,AEWS可以提前45-60分钟发出结块预警信号。当流化床处于正常工况时,AEWS诊断结果对其他化工变量的扰动并不敏感,实验结果表明AEWS可以更快,更准确的预警结块现象的发生。为了降低误报率,本文尝试了移动时间窗和最小值法两种降低误报率的方法。实验证明,移动时间窗法可以更好的实现降低误报率。为了更好的解决结块误报问题和诊断结果波动问题,本文提出了报警指数概念,结合移动时间窗滤波和报警指数可以完全的消除结块误报问题和诊断结果波动问题。在化工装置中除了流化床外,其他的聚合装置亦有可能出现结块故障,这表明AEWS具有广阔的应用前景。