该文主要研究用于两相流颗粒粒径分布以及浓度在线测量的光散射方法,从理论和实验两方面都进行了某些探索.该文首次提出了颗粒粒径分布随机反演算法的概念.基于这一思想,首先改进了Ligon等人提出的Monte Carlo反演算法,得到了一种基于Markov链的随机反演算法;从随机观点出发,首次独立地将遗传算法引进了光散射反问题,得到了一类遗传反演算法;文中还首次提出了一种修正演化退火算法.作者对这些算法进行了数值模拟,该文首次将Fraunhofer衍射理论和基于颗粒粒径分布函数的平均值原理相结合,推演出了一种新的颗粒浓度测量方法原理.根据上面研究的原理,该文进行了实验系统的研究.该文首先设计了提出了一套基于CCD固体成像器件的颗粒在线测量系统,并对标准粒子靶的测量结果进行了分析.该文还首次提出了基于光纤分布板的颗粒粒径分布测量系统和颗粒浓度测量系统,并给出了标定结果以及实验室初步实验结果.最后,作为应用实例,介绍了在东华船舶工业学院汽轮机叶片热态湿蒸汽冲蚀试验台上进行的气液两相流液滴粒径分布在线测量的实验结果.对测量数据不确定度的分析结果表明,测量数据具有较高的可信度.该文还介绍了利用平均值测量方法设计的光学探头在无锡重型电炉厂除尘器实验台上进行除尘器除尘效率在线测量的结果.与理论计算结果比较后发现,测量结果能够比较清楚地反映出实验中各种参数对除尘效率的影响.这种方法经过进一步完善后可用于工业现场在线测量.