颗粒物质在自然界、生产生活中随处可见。颗粒物质在外力或内部应力变化时发生流动,表现出流体的性质,从而构成颗粒流。颗粒流的速度场的测量对于揭示颗粒流运动规律,进而解释其流动的内在本质具有决定性的作用。传统的流速测量方法主要为接触式测量,不符合实际生产生活需要。近年来,发展了数字图像、激光散斑、透视技术为基础的非侵入式测量法,这些方法在颗粒运动速度测量方面具有各自的局限性,不适用于不规则颗粒表面流运动速度的快速准确测量。而现实生活、工业生产中的绝大部分颗粒材料都属于不规则颗粒,传统方法在对其进行测量的过程中有诸多限制,因此,针对不规则颗粒运动速度测量方法的研究具有十分重要的现实意义。本文针对旋转滚筒中不规则颗粒运动速度测量提出了一种基于线阵CCD空间滤波的颗粒运动速度测量方法,并搭建系统用于水平旋转滚筒中颗粒运动速度及其分布的测量,将其应用于滚筒中不规则颗粒运动特性的研究。本论文的主要内容如下:(1)首先介绍了颗粒研究领域中常见的两种理论研究模型,并重点介绍了滚筒中颗粒运动的三种模式及影响颗粒运动模式转变的主要因素。(2)介绍了传统测量技术中颗粒运动速度测量的一般方法,分析了各方法的局限性。针对传统测量方法的局限性,本文提出使用空间滤波测速法测量滚筒中颗粒运动速度,利用线阵CCD相机作为空间滤波器件和图像采集器件,对运动颗粒进行连续拍照获取原始图像,经过空间滤波、频谱分析、结果计算等操作实现颗粒运动速度的测量。(3)分析了空间滤波法速度测量原理及线阵CCD模拟空间滤波器的滤波特性,并讨论了影响空间滤波特性的主要参数。设计了一种基于线阵CCD空间滤波的颗粒运动速度测量系统和装置,将线阵CCD像素进行分组分配,实现了颗粒运动速度及其分布的测量,设计差分结构大幅度降低空间滤波信号的基底成分,提高滤波器输出信号信噪比,提出在空间滤波信号处理过程中使用重心法进行频谱校正,提升了测量结果稳定性与准确性。通过验证实验验证了系统测量结果有效性,评估了系统的测量精度,并通过实验对影响系统测量结果的各参数进行了优化。(4)将基于线阵CCD空间滤波的颗粒运动速度测量系统用于不规则颗粒运动速度分布的测量,研究了滚筒固定位置不规则颗粒运动速度随滚筒转速的变化情况及滚筒径向颗粒运动速度分布情况,并将其与球形颗粒的测量结果进行对比分析,通过研究发现,等粒径而形状不同的玻璃砂与玻璃珠在运动特性上有着本质性差异,验证了颗粒运动过程中堆积现象的发生。本文主要将空间滤波法应用于滚筒中颗粒运动速度分布的测量,搭建了基于线阵CCD空间滤波的不规则颗粒运动速度测量系统,通过实验数据证实了该方法测量结果的有效性、评估了系统的测量精度,有力证实了该系统可用于滚筒中颗粒运动速度及其分布的测量。