1.1研究背景意义 气固两相流作为多相流的分支之一，广泛的存在于自然界和许多工业部门的工业生产中，比如沙尘暴、大漠扬沙等，以及在电力、冶金、化工、医药和粮食加工等很多工业生产中[1-4]，在气力运输管道中利用气体运输煤粉、盐类、水泥、谷类、面粉、药粉等颗粒状颗粒，可以增加实际生产中生产安全的可靠性，提高运输效率，避免环境污染，降低生产成本[5]。

气固两相流是一门多学科交叉且对国民经济有着重要影响的工程学科，受到了越来越多的重视[6]。

气固两相流参数检测技术已经成为多相流研究与应用中的一个决定性的控制因素，受到了国内外给予极大关注[7-10]。

由于气固两相流具有很高的复杂性和随机性，因此如何准确可靠的计量固相物料的质量，成为目前的研究热点和难点[11]。

1.2.国内外现状分析 1.2.1 国外研究概况 1985年Moriyama T等提出基于热学原理的测量系统，如图1所示，主要由一个薄环装加热元件和两个热电偶构成，但系统响应差，不适于动态监测，系统干扰因素多，重复性差[12]。

图1 基于热力学原理的测量系统 文丘里管以其结构简单，性能稳定，压力损失小，基本不受被测物质化学性质、成分、湿度等因素的影响，现场维护量小以及标定容易等优越性，得到了研究者的广泛关注。

1986年Chung等利用文丘里管进行了气固流动压差与颗粒尺寸、质量流量及固气比的关系进行了大量的研究[13]。

但由于气固两相流的流动特性十分复杂，对不同的环境条件，建立了通用的定标准则，虽然有过一些有益的尝试，但应用范围有限制；总压降及扩散段的压降规律等都尚需进一步的研究。

基于电容法原理，国外大量的研究人员对应用于固相流动测量的电容传感器，开展了大量的理论和试验应用的研究工作[14-16]。

电容传感器的主要优点是非侵入式测量方法，不影响流场，具有结构简单、性价比高、便于安装操作、传感器响应速度快、实时性好、适用范围广等优点，图2是几种不同形状电容传感器的示意图。