气水、油水两相流是现代工业生产中常见的流动现象,状态复杂多变,物理参数多且相互耦合,相含率作为两相流的重要过程参数,反映了流动过程中某一相在总流体中所占比例,对该参数的准确、实时测量是监控生产过程、提高生产效率、保证生产安全的重要环节,具有重要的科学意义和工程价值。本文针对两相流相含率测量问题,采用电学阵列传感器分别针对油水两相流全含率范围内的平均含水率测量以及填料管道气液流动中液相平均含率和含率分布计算的问题开展研究,取得的研究成果如下:（1）针对油水两相流全含率范围下的相含率测量问题,设计了电容电导阵列传感器,为保证双模态传感器测量空间的一致性,方便信息融合,设计并调试了双模态高速测量系统,利用高速电子开关对双模态传感器进行快速切换,在双模态敏感空间内对被测流体交替进行激励与测量。通过有限元仿真和静态实验,优化测试系统的开关结构和信号解调方法,并通过油水两相流实验验证了该传感器及其测试系统的有效性。实验结果表明,电容电导阵列传感器可在含水率为0～100%范围内,实现相含率测量误差小于±5%,平均误差小于2.4%的测量准确度,解决了油水两相流动过程中的连续相变化对相含率测量的影响问题。（2）为进一步提升含水率测量精度,提出了一种在线自适应权重卡尔曼估计（Online Adaptive Weight Kalman Estimation,OAWKE）融合算法,在对电容电导阵列传感器测试数据分别进行各模态的卡尔曼估计、集中式估计和分布式估计的基础上,设计自适应权重计算算法,实现了四种估计结果的在线融合,并提出基于相含率突变状态判断的融合方法,有效解决了工业过程中存在的流态突变对相含率测量的影响问题。作为一种在线融合算法,OAWKE算法在仅需存储少量数据的前提下,其相含率计算误差降到了1.86%,且在相含率发生突变时,OAWKE算法仍然具有快速、准确的响应。（3）针对工业填料管道中常见的气为连续相,液为离散相的流动状态,提出基于电容阵列传感器的液相平均含率和含率分布的测量方法。在填料管道中,由于气/液/填料三种介质的介电常数不同,且液相介电常数远大于气相和填料的介电常数,设计了基于单端标定的液相含率计算模型和计算方法。利用有限元方法进行建模,分别设计了两相二维模型（气/填料）和三相三维模型（气/液/填料）,通过改变填料含率和液相含率,验证计算方法。利用两种不同填料（玻璃球和塑料鲍尔环）的随机堆叠结构在内径为50 mm的小型管道内进行实验,验证了相含率及其分布测量模型的准确性,解决了在液相含率较低时,小型管道内不同填料材料和填料结构对低电导率液体相含率及其分布的测量问题。（4）针对工业应用中大管径填料管道中电容敏感场敏感度低,导致对结构复杂且含率较小的薄壁结构填料检测困难的问题,开展了含有薄壁填料结构的大管径管道内的液相含率分布测量的仿真研究,通过改变模型中的液相含率,优化电容阵列传感器及单端标定测量方法。在此基础上,针对工业应用中液相电导率较高且实时变化对含率测量的影响问题,通过理论分析,提出将被测液体悬浮不接地后,利用电容阵列传感器进行测量的方法。设计并搭建了填料管道及其计量回路,实现了管道内液相悬浮。使用两种电导率的Na Cl溶液（0.1 m S/cm和30 m S/cm）和Sulzer Mellapak 250Y结构的聚丙烯材质填料在内径为190 mm的管道内进行实验,并利用电容阵列传感器及其液相含率计算模型,有效解决了在较大管径的填料管道中,气为连续相时高电导率液相含率及其分布的测量问题。