流化床以其优良的气固接触特性、高传热传质效率以及大容量处理能力,广泛应用在干燥工艺过程,是食品、制药和化工领域常见的设备之一。为了保持干燥过程有效、经济、安全运行,监测床中的颗粒湿度和流动特性参数是至关重要的。颗粒湿度直接影响产品质量,干燥过程的监控不及时,不仅造成能源浪费,还造成产品质量的下降。本论文基于静电和超声测量原理,采用一组弧形静电传感器阵列和一对超声传感器,对固体颗粒湿度和颗粒流动参数的测量进行了相关的理论和实验研究,并得出了一定的实验结果。主要工作和研究内容如下:1.为了测量流化床干燥器的特性,搭建了实验室规模热态鼓泡流化床干燥器。并为了验证弧形静电传感器阵列的颗粒湿度和流动参数的测量性能,通过在有机玻璃床壁外表面安装一组弧形静电传感器阵列进行了一系列的干燥实验。利用上下游静电信号得到颗粒在流化床内的互相关速度,从而表征了流化床内颗粒的流动状态。利用静电信号的均方根值表征静电信号波动强度,建立了其与颗粒湿度和颗粒速度的模型。结果表明,利用该模型,静电传感器所得信号可以用于测量流化床内的颗粒湿度,测量的最大误差小于15%。2.本文基于NARX神经网络充分地利用静电信号、建立更贴近实际的非线性模型、减小静电传感器的测量误差。首先,在静电信号中提取的6个时域特征和3个频域特征以及流化床出口处温湿度,利用参数选择方法确认5个输入参数,然后模型延迟阶数确认为1,隐含层神经元个数为10。选择其中7组实验数据作为训练数据,剩余2组进行验证。验证结果表明,该模型可以有效提高湿度预测的精度,最大误差小于10%。3.本文利用超声传感器测量流化床出口处的空气湿度。首先在恒温恒湿条件下对超声传感器的系统延迟和声程补偿系数进行标定,在声速测量算法研究中发现自相关法的声速测量结果贴近理论值。然后将超声传感器安装在流化床出口处,检测干燥实验过程的出口空气湿度。结果表明,利用超声传感器可以测量空气湿度,但在低温下精度需要进一步研究。同时利用Matlab对基于超声阵列的湿度场重构进行仿真,通过仿真验证了超声阵列测量流化床出口处空气湿度分布的可行性。