氣固流態(tài)化是一個復(fù)雜多相流動體系，廣泛應(yīng)用于能源、化工、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，其流動特性在線監(jiān)測是提高過程效率、保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。氣固流態(tài)化在時間和空間上呈現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)、多尺度效應(yīng)，并且涉及多參數(shù)信息融合，因此其關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測是參數(shù)檢測領(lǐng)域國際性研究熱點和難點。傳統(tǒng)的單點測量模式由于檢測手段在原理和方法上的局限和不足，難以體現(xiàn)復(fù)雜區(qū)域內(nèi)部流體動力學(xué)特征，無法獲取流動體系內(nèi)部參數(shù)分布規(guī)律。針對上述問題，中國科學(xué)院工程熱物理研究所循環(huán)流化床實驗室以復(fù)雜氣固流態(tài)化為主線，開展了電容和微波過程層析成像、復(fù)雜氣固流動過程數(shù)值仿真優(yōu)化、流動參數(shù)在線識別和信號處理三個方面的理論研究與關(guān)鍵技術(shù)集成，形成了可應(yīng)用于復(fù)雜氣固流動體系的多相流在線監(jiān)測理論和方法，為氣固流動相關(guān)工業(yè)過程提供了測試平臺和手段。

　　通過項目實施，研究人員在國際上較早開展了電容和微波雙模態(tài)層析成像研究，通過結(jié)合電容和微波對介電常數(shù)和導(dǎo)電率響應(yīng)特點的差別，將二者信息融合，為復(fù)雜氣固流動過程，特別是介質(zhì)導(dǎo)電率變化范圍大、介電常數(shù)有顯著差別的物質(zhì)進行成像分析，為固體顆粒濕度在線測量提供了一種新的模式。基于電容層析成像能夠測量固體顆粒濃度分布和微波多普勒能夠測量速度的原理，項目研究人員在國際上首次將電容和微波多普勒測量方法結(jié)合，為氣固流動在線測量提供了一種新模式，該測量方法具有無干擾、測量速度快的特點。通過上述理論研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，形成了層析成像在復(fù)雜氣固流動條件下的非線性成像算法，并應(yīng)用于大尺度氣固流動過程優(yōu)化控制；開發(fā)了一種組合電容傳感器，構(gòu)建了相應(yīng)的成像算法和評價體系，為氣固流動相關(guān)的過程控制提供了一種在線、無損的監(jiān)測方法。目前，該儀器研制項目部分成果已在清華大學(xué)深圳研究生院海洋多相流實驗平臺以及航天長征化工有限公司煤粉多相流實驗系統(tǒng)上進行了測試，取得了良好的效果。

　　項目得到了中國科學(xué)院重大科研裝備研制項目的支持。基于上部分實驗平臺和測試系統(tǒng)，研究人員進行了流化床含濕顆粒干燥過程測量，研究成果近期被國際期刊Powder Technol.和Meas. Sci. Technol.接收發(fā)表，并榮獲2015年中國工程熱物理多相流年會“青年學(xué)者陳學(xué)俊優(yōu)秀論文獎”，申請發(fā)明專利2項。