利用光声相关谱法对血液流速进行了测量，并研究了激光重复频率以及血流方向与入射激光传播方向的夹角对血液流速测量准确性的影响。结果表明：血流速度越快，要求激光的重复频率越高；当血流方向与入射激光的传播方向垂直时，系统可以测量的血液流速范围为0.059～92.3 mm/s，测量值与真实值的相关系数为0.992；当血流方向与入射激光的传播方向不垂直时，测得的血液流速和实际血液流速的比值与样品倾斜角度成余弦关系。

针对液体流速测量领域中微型流量传感器高品质因数、高灵敏度的性能要求。本文设计一种双端增强型薄膜谐振结构实现Lamb波传感器的高品质因数, 利用传感器反对称模式(A01模式)在薄膜-液体界面处的消逝波实现液体流速矢量测量。所制作的双端增强型薄膜谐振Lamb传感器A01模式的主峰品质因数为703, A01模式的频率移动量与液体流速大小存在线性关系, 频率移动方向与液体流动方向存在对应关系。流速实测灵敏度约为270 Hz/mm/s, 传感器稳定性噪声小于02 Hz, 流速最低检测极限值(LOD)为2.2 μm/s, 流量最低检测极限值(LOD)为18.3 nL/min。结果表明, 双端增强型薄膜谐振Lamb波传感器可以实现液体流速高灵敏度矢量测量。

薄油膜润滑广泛存在于各类精密机械与微机电系统中。微纳米间隙内的润滑油流动是影响薄膜润滑承载力的重要因素, 但目前薄润滑油膜的流速测量仍然缺少有效手段。本文基于荧光漂白恢复显微技术和漂白区域形状演化过程的成像分析, 建立了油膜流速测量系统, 可以对微米间隙润滑油膜的速度分布进行原位测量。利用建立的系统获得了厚度为8 μm时聚丁烯PB450润滑油膜的库埃特流速分布。重建的荧光漂白强度分布曲线和实验测量结果的皮尔森相关系数大于0.95, 且流速分布符合已有润滑理论, 证明了测量结果的可靠性。

发展了一种基于光学相干层析(OCT)散斑的流速测量方法。与传统激光散斑信号相似，样品中某一点处OCT信号随时间的波动与该处散射颗粒的平均速度有一定的依赖关系。通过对OCT信号的滤波和解调，得到OCT散斑波动信号，再对该信号进行傅里叶变换，得到散斑信号的频谱分布，然后依据频谱分布中高低频分量比值(HLR)与流速间的定量关系，就能确定样品中的流速分布。基于OCT散斑强度信号而非相位信息的流速测量方法，实验研究了HLR与流速间的关系，并给出了毛细玻璃管模型的流速分布图像。

针对水工物理模型试验中尚无简单易行的表面流速测量方法，提出了一种新型光电非接触式表面流速直接测量法。在对光束入射水体后散射光强度公式进行推导的基础上，根据水体浅层泥沙浓度的统计继承效应，得出了经上下游浅层泥沙调制的散射光强成相关特性的结论。根据上下游散射光的相关特性，推导了流速测量公式，并分析了上下游测量间距、水流流速、采样率对测量结果的影响。搭建了实验系统，在6种不同标定流速下，分析了不同含沙量对测量精度的影响。实验结果表明，在0~50 kg/m36种不同含沙量情况下，实测流速与标定流速的一致性均较好，但水体在10~50 kg/m3适量含沙情况下，测量精度较不含沙情况有所提高，测量绝对误差均小于0.1 m/s,相对误差能控制在8%以内。

工业环境中的烟气流速测量是一个很重要的问题。研究了利用抗干扰能力强、能适应恶劣环境的非介入式的光学信号互相关技术测量烟气流速。利用光学传感器获取由烟气造成的光学闪烁信号，通过高性能数据采集卡进行数据采集和A／D转换，在计算机上编制软件，对由烟气造成的光学闪烁信号进行了互相关处理，求得了烟气流经上游和下游传感器的渡越时间，从而计算出了烟气流速值。通过风洞实验，比较了该方法与传统的皮托管法的测量结果，分析了流速反演方法存在的问题及解决方法。在此基础上获得了较为满意的结果。