伴随国际经济高速发展,石油作为不可再生能源的产量正逐渐减少,天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称NGH)作为新兴矿产资源,其碳储量巨大,是继致密气页岩气、煤层气之后最具有潜力的接替能源之一,在近几年引起广泛的关注。在海洋深水非成岩NGH固化流态开采模拟试验系统中,高压管道内流动的NGH砂含量测试方法的缺失亟待解决。本文在充分调研的基础上,根据深海天然气水合物的开采工艺与实际开采模拟试验需求,提出了一种基于阵列激光对射式的含砂量测试方法,并且完成了含砂量测试系统的总体设计方案,系统硬件及软件设计、器件选型及测试模型的制作。利用计算流体力学理论与FLUENT有限元仿真软件进行了管道中固相砂石颗粒与水合物颗粒的运动位置与运动趋势分析,对管道内砂石含量做了定性分析;针对非成岩NGH开采过程管流中的含砂量测试需求构建了含砂量的测试系统,其硬件部分主要分为光路及电路设计;光路部分的设计主要研究了激光基本特性、管流中固相砂石颗粒对阵列平行激光束的阻隔特点,并进行了光电器件选型及测试系统设计;电路部分主要进行了调制电路及总测试系统的电源供电电路设计;数据采集模块采用C语言编制软件,将光电转换器接收到的信号采集传输到上位机中进行KNN算法分析,再由人机交互界面显示所测含砂比;使用Solidworks软件进行建模设计并加工制作,完成了含砂量测试系统的实验模拟装置搭建。实验模拟装置经综合调试后,在室内进行光电参数的接收与处理实验,得到了管流含砂量的实验数据,验证了阵列式含砂量测试系统技术的正确性。本文中提出设计的基于激光网格式阵列的含砂量测试系统的理论研究对模拟管流NGH中砂含量的测试具有一定参考价值,虽然现阶段的研究成果尚未达到实用化程度,但对后续的研究提供了一定参考依据。