气力输送粉体属于典型的气固两相流,粉体的流动参数具有流动状态复杂、速度、浓度等流动参数时空分布不均等特点,是目前人们公认的技术难题。目前,基于瞬时的气力输送粉体流动参数检测瞬时信号波动大,难以实现闭环控制。流型是气固两相流的重要参数,对于速度、浓度等流动参数时空分布具有重要影响。本课题针对气力输送粉体的柱塞典型流型,在分析柱塞流型特点的基础上,采用一种新型的双路八级板阵列传感器结构,设计了 一种基于流型的速度分布及浓度分布同时测量的气固两相流质量流量检测系统的硬件及软件设计,并且针对气力输送过程中固体颗粒的速度分布不一致的情况,进行了气固两相流的速度分布算法的研究。本文的主要工作有:(1)基于新型具有环状检测电极的双层极板阵列传感器结构,针对柱塞流动的特点,分析了阵列传感器极板的信号输出特点,研究了柱塞流动识别方法,以及针对柱塞流型的质量流量检测算法。(2)针对相关测量的寻峰精度较低的问题,基于新型的双层极板阵列传感器结构特点,研究了基于互相关测速理论的速度分布算法。(3)结合气固两相流的流动参数时空分布特点,设计了能够实现同一截面不同位置具有不同速度分布的速度标定实验装置,本装置利用三台变频器分别控制三台电机,将三条V带分别由三台电机以不同的速度带动,平行穿过传感器管道,将被测固体模型分别放到三条V带上,这样就可以模拟流体的近似速度分布情况。(4)在分析柱塞流动的质量流量及速度分布检测系统需求基础上,设计了基于DSP的系统检测电路:针对系统信号稳定性的需求,激励源采用了基于AD9833的DDS信号发生电路;为了提高检测系统的实时性,采用了主频可以高达150MHz的TMS320F28335作为下位机的主控制器;为了满足新型双层阵列式极板传感器的激励需求,设计了基于MAX306与MAX352的模拟开关切换电路,来实现激励极板的选通与其它极板的接地。(5)基于LabVIEW的编译环境平台,进行了上位机软件的编程,包括完成了数字滤波算法,快速傅里叶变换算法,插值增采样算法,互相关测速算法,浓度检测算法,质量流量算法以及速度分布算法等。(6)搭建含有速度分布标定装置的系统实验平台,在实验室条件下,完成了速度分布以及针对浓相柱塞流质量流量参数的检测。