In-situ measurement of size distribution and concentration in dilute particle flow with digital holographic probe
Xuecheng Wu（吴学成）, Dian Zhu, Zhiliang Xue, Zhiming Lin, Qiwen Jin*（金其文）
Keywords: Digital inline holography; In-situ measurement; Particle size distribution; Concentration; Gas-solid flow
DOI: 10.1016/j.partic.2025.12.018
本研究基于数字全息技术，开发了一种新型的数字全息原位探针，可对气固两相流稀相颗粒场中颗粒尺寸分布和质量浓度进行原位测量。目前文献报道的测量系统，通常需要配备光学实验台或外部采样室，而本文设计的全息原位探针集成了光导管和同轴光学准直设计，探头直径仅为45mm，具有独特的紧凑结构，同时，双保护气入口可防止光学窗口受到污染并确保测量区域的流场不被干扰，使探针能够直接插入气力输送管道内进行测量。
由三维全息成像分析测量区域内颗粒的空间分布情况表明，采样具有代表性，这为后续准确测量奠定了良好的基础。其测量性能已在实验室搭建的管道气力输送测试平台上并在多种颗粒尺寸和质量浓度实验条件下获得了验证。与测试参考方法结果相比，探针测得的质量中值直径（MMD）的相对偏差低于3%，平均质量浓度的相对偏差低于12%；另外，当螺旋给料不稳时，探针检测到了颗粒浓度的阶段性波动现象，这也充分表明检测的高灵敏度。
本文开发的数字全息原位探针，实现了稀相颗粒场中颗粒形态、三维位置、粒度分布以及质量浓度多参数的原位表征，解决了现有颗粒检测技术在复杂多相流中难以实现原位、实时以及多参数颗粒测量的重大难题。
相关研究成果发表于PARTICUOLOGY（Volume 109），欢迎感兴趣的读者扫描下方二维码或者点击文末“阅读原文”进入ScienceDirect官网阅读、下载！
编辑、排版：《颗粒学报》编辑部
文章信息
Wu, X., Zhu, D., Xue, Z., Lin, Z., & Jin, Q. (2026). In-situ measurement of size distribution and concentration in dilute particle flow with digital holographic probe. Particuology, 109, 127-140. https://doi.org/10.1016/j.partic.2025.12.018