随着科学技术的进步，促使多相流领域的研究工作得到了迅速的发展。气固两相流作为最重要的多相流形式之一，其气力输送过程越来越广泛的存在于现代工农业生产中，如：电力行业的煤粉输送和煤粉燃烧，石油化工行业的催化裂化及烟尘排放，食品行业的面粉输送和建筑行业的水泥输送等，流化床与喷动床作为气力输送工业生产过程中最典型的两种设备，存在着气泡搅动、颗粒运动及气固两相作用，是一个非线性瞬态系统，对于这样具有显著多尺度结构特点的化工对象，其囊括的流动结构形态多样、各具特征，常见的如气泡、涡流和颗粒聚团等，这些流动结构的行为本质和演化规律是揭示多相流动性质、解决过程强化和优化设计的瓶颈。因此，测量流化床中颗粒与气泡、局部与整体速度、粒度和浓度等关键参数，进而对流场性质和流动结构进行刻画，对于发挥气力输送最大效用以及反应器的精确设计具有重要意义。由于先进的现代化测量技术（计算机视觉技术、高速摄影设备、非线性理论）的发展，给我们提供了解决气固两相流动参数检测的理论依据和提高两相流体的监控水平、分析两相流动的运动机理、优化相关的实验设备的途径。针对现有气固两相流中测量技术和流动结构表征方法的不足，本研究以自行搭建喷动床与流化床实验装置为基础，基于多相流场性质与流动结构的表征方法，开展了气固两相系统内的气泡、颗粒、团聚结构的形态、浓度、流速、水分分布、流量等流动参数的测量。首先，在气固两相流气泡流动参数检测方面，本文以流化床实验装置为研究基础，通过测量气泡在过渡状态时转变的压差信号，进行相空间重构选取递归关键参数，采用递归纹理结构间接实现了气泡流动状态的检测，为更深层次的研究气泡的行为机理提供了一种新的手段。在颗粒参数检测方面，综合运用图像法测速技术、浓度谱测量技术对颗粒位移参量以及灰度参量进行提取变换，实现了颗粒流速、浓度等参数的检测，解决了参数检测过程中存在分辨率低、干扰度高及动态响应缓慢等问题。其次，在团聚结构参数检测方面，通过TEB雾化喷嘴人为制造颗粒聚团现象，模拟工业过程的聚团现象，采用层叠筛分方法对团聚结构进行了有效的辨识，检测不同团聚结构孔隙度、粘结速率等参数，实现了团聚结构表观结构特性和组织特性的测量。结合获取的不同团聚结构，通过自行搭建的多通道电导电路实验装置，在连续流化状态下诱发团聚结构破裂释放水分引起电导信号回升，实现了团聚结构水分分布状态的检测。在喷动床提升管的不同标高位置布置电磁感应线圈，添加铁磁颗粒作为输运物料氧化铝的示踪颗粒，利用电磁感应声卡信号采集装置测量电磁感应系数，实现了团聚结构流量分布状态的检测。最后，对团聚结构理论分析与实验研究的基础之上，提出了聚团现象快速预报模型，相比于传统的平均压力降预报方法，提升了表观速度识别能力，缩短了预报响应时间。