气力输送气固两相流广泛存在于冶金、电力及化工等生产领域,气固两相流流动参数的测量对于了解气固两相流流动机理,实现生产过程的稳定、控制及节能具有重要意义。目前对于气固两相流动参数速度的测量方法主要有互相关法、空间滤波法及多普勒法。相比其它速度测量方法,空间滤波法具有测量装置简单、算法计算量小等优点是目前该领域研究重点。电容传感器具有结构简单、非接触式、成本低等特点,本文基于电容传感原理,研究采用圆环形电容传感器实现浓度参数的测量并重点研究利用圆环形电容传感器空间滤波效应进行速度流动参数的测量方法。论文研究工作主要包括:(1)通过数值模拟和回归分析的方法建立了电容式空间滤波传感器空间灵敏度函数计算模型,在此计算模型的基础之上分析了电容传感器空间滤波特性,基于有限元的方法,从优化传感器灵敏度、提高传感器空间滤波特性的角度出发,优化设计了电容传感器包括极板个数、宽度、极板间距、屏蔽罩尺寸等传感器结构参数;(2)基于理论分析与数学推导,提出了一种差分组合测量方法。采用差分激励方式可以显著提高系统的灵敏度与信噪比,采用差分检测方式可以去除输出信号中使中心频率偏移的基频分量,提高速度测量精度;(3)基于交流激励法微小电容检测原理设计了信号检测电路,根据具体的测量方式设计相应的电路,并完成了电路板的设计与调试。基于LabVIEW虚拟仪器技术编写了上位机程序,采用状态机结构完成了信号采集、处理、显示、回放功能;(4)建立气固两相流流动参数测量系统,在理论分析的基础上进行相关实验,并对实验数据进行了分析,对相关测量方法进行了实验验证,实验结果与理论分析较为一致,说明了系统对于速度、浓度的测量具有可行性。