云雾场液滴参数是影响飞机结冰的主要因素之一,发展适用于飞机结冰环境的微米级液滴及冰晶参数在线测量技术,研发云雾场液滴参数测量仪器,对加强飞机结冰的理论基础、飞机结冰的预防以及飞机的适航认证有着重要的意义。然而,现有研究很少有考虑液滴和冰晶同时存在时,形貌相似的液滴和冰晶如何区分与测量;现有仪器存在一维/二维采样、基于球形液滴假设、仪器结构与液滴相互作用影响测量精度等缺点。针对以上两个问题,本文通过理论与实验相结合的方式研究了干涉成像技术,包括数字全息技术和干涉粒子成像技术,并将其应用于微米液滴和冰晶的测量,最后设计并研制了云雾颗粒全息成像测量仪的原理样机。首先,开展了针对云雾场中液滴、冰晶探测原理及验证实验研究。设计并搭建了数字全息技术与干涉粒子成像技术相结合的液滴、冰晶干涉成像测量系统,通过实验验证了该系统的测量精度。干涉粒子成像技术的液滴离焦干涉图和冰晶离焦干涉图具有较大的差异,可以很好的用来区分液滴和冰晶颗粒的相态。干涉粒子成像技术和数字全息技术的测量液滴粒径的相对误差均在±5%以内,测量标准差为2.40%;在测量冰晶颗粒时,干涉粒子成像技术和数字全息技术在整体形貌和尺寸测量方面具有良好的一致性。其次,对液滴与云雾颗粒探测仪器典型结构相互作用进行了实验研究,液滴撞击在仪器头部产生的二次液滴可能进入仪器测量区域而影响仪器采样及测量精度。基于高速数字全息技术和高速微米级液滴发生系统搭建了微米级液滴撞击飞溅测量实验平台,通过实验研究了液滴撞击角度以及撞击速度对其飞溅特性的影响。随着撞击角度的增大,飞溅滑移现象越来越明显,子液滴的扩展角度和数量减小,粒径增加;撞击速度与子液滴的飞溅高度和数量成正相关,与子液滴粒径成负相关。在上述研究基础上研发了云雾颗粒全息成像测量仪的原理样机。通过光路调整系统将激光器置于光路系统的中间,缩小了仪器的体积;优化了仪器的结构设计,测量臂头部向外倾斜避免了撞击头部的液滴流入测量区域,并通过流场模拟验证了设计思路;使用液滴流标定了仪器的测量误差在5%以内。该仪器的开发有望突破国内无成熟云雾场颗粒测量仪器的现状,对飞行器结冰环境的测量、减少飞行器结冰事故的发生有着重要的意义。