由于正电子湮没产生的γ光子具有抗干扰性强与穿透性好的特点,正电子湮没探测作为一种新型检测技术具有极大的应用价值。工业设备和物理过程的研究中常用的正电子探测方法是将正电子湮没原理与粒子追踪测量思想相结合的正电子发射粒子追踪技术。本文采取理论分析与实验验证相结合的方案,将正电子发射粒子追踪技术扩展应用于流场环境下流速测量与流态显示。在理论分析方面,本文对正电子发射粒子追踪技术中的关键算法进行研究。首先对于单示踪颗粒,分析并对比了基于伯明翰算法以及线密度算法两种不同原理下的定位算法;对于多示踪颗粒,分析并对比了基于线密度算法和K-均值聚类算法两种不同原理下的定位算法。然后将轨迹链接转换为二分图匹配并提出了基于KM算法的多轨迹链接算法。最后对卡尔曼滤波算法应用于流动轨迹平滑进行了研究。在仿真测试方面,首先利用GATE软件搭建正电子湮没探测仿真模型并初始化示踪粒子参数,得到符合响应线数据。其次对响应线数据进行定位处理,研究不同算法的定位精度与稳定性差异。最后在MATLAB环境下设计不同颗粒运动模型,获取仿真切片中的位置数据研究轨迹链接与平滑两种算法的处理性能。在实验测试方面,首先搭建了循环流动测试系统;然后对正电子湮没断层成像扫描仪获取的原始轨迹断面图像数据进行粒子位置获取。最后通过单、多粒子跟踪实验验证了正电子发射粒子追踪方法在流体内部的状态显示、迹线绘制和速度精准测量方面的可行性。