电容耦合式非接触电导测量(C4D)技术是一种新型的电导测量技术,具有非接触、结构简单等优点,能够避免接触式电导测量技术中电极极化和电化学腐蚀等问题。然而,传感器中的耦合电容限制了传感器的检测范围和灵敏度,因此目前该技术的研究工作主要局限于毛细管尺度下的分析化学等领域。本课题组提出了基于串联谐振的C4D方法,能够有效的消除耦合电容的影响并成功应用于毫米级管道,然而所使用的普通电感存在一系列缺点,如：电感量调节不易,内阻较大,体积较大,不易于小型化、集成化等。虚拟电感技术是一种利用有源器件、电阻和电容等实现电感功能的技术,能够有效地克服普通电感的一系列缺点。有鉴于此,本文将虚拟电感技术引入到C4D领域,以期望开发一种基于虚拟电感的新型C4D传感器。本文的主要工作概括如下：(1)在Riordan电路的基础上,研发一种适用于C4D传感器的新型虚拟电感。电感性能测试实验表明,与普通电感相比,设计的虚拟电感具有内阻小、电感量可以较大范围调节以及易于集成等优点。(2)将新设计的虚拟电感引入C4D传感器中,设计一种基于虚拟电感的新型C4D传感器。在五种不同内径(0.3mm、0.5 mm、0.9mm、1.8 mm、 3.0 mm)的绝缘管道下进行了电导率测量实验。实验结果表明,与商业化的电导率测量仪相比,最大相对偏差均小于5%。与基于串联谐振C4D传感器相比,设计的新型C4D传感器的谐振频率调节自由,易于实现电导率测量,并且降低了对激励信号源的要求,另外,C4D传感器的小型化、集成化也较容易实现。(3)将设计的基于虚拟电感的新型C4D传感器应用于气液两相流段塞流参数测量中,对段塞流流速、气塞长度以及相含率进行了测量。实验分别在内径为1.8 mm以及3.0 mm的管道内进行,实验结果表明,流速测量的最大相对偏差均小于5%,气塞长度测量的最大相对偏差小于10%,相含率测量的最大绝对偏差均小于10%。本文的研究验证了虚拟电感在C4D传感器领域应用的有效性,为将来C4D传感器的小型化和集成化奠定了一定基础,同时拓展了虚拟电感技术的应用,为相关研究工作提供了有益的借鉴。