环状流以其优良的传热传质性能被广泛应用于工业生产中,在化工、油气运输、制冷与航空航天等领域都有重要应用。环状流流动参数的测量和特性分析是研究环状流流动机理及传热传质性能的基础。激光诱导荧光技术（LIF）具有非侵入、高时空分辨率等优点,近年来被越来越多地应用于环状流测量领域。本文基于LIF,提出了环状流液膜周向特征参数的测量方法,为研究环状流特征参数的周向分布特性与流动机理奠定了基础。针对介质折射率各异及透明管道形状导致的图像畸变,提出了基于LIF光路分析的畸变校正方法,并通过降膜实验验证了畸变校正方法的有效性,基于数字图像处理技术,准确地提取了液膜图像中的环状流周向特征参数,最后基于LIF对水平环状流进行了测量,探究了顶部液膜的形成机理,建立了水平环状流液膜的周向分布模型。具体工作包含以下内容:1、在深入调研国内外环状流测量现状与LIF测量环状流现状的基础上,针对LIF在环状流周向特征测量中的图像畸变进行了光路分析,通过重建液膜图像校正了畸变,并基于畸变校正方法测量了降膜液膜厚度,通过对比测量结果与经典预测模型结果,证明了畸变校正方法的有效性。2、针对环状流流动结构复杂与气液分界面模糊等图像处理难点,结合色彩空间转换、时频域滤波以及小波滤波等技术,在抑制噪声的同时突出了待提取的环状流特征。针对不同流场条件下液膜图像的分割问题,提出了局部自适应与模糊聚类图像分割方法,准确地提取了环状流液膜周向特征参数。3、基于LIF实现了水平环状流周向特征参数的高时空分辨率测量,并根据时、频域分析与互相关理论,探究了水平环状流近顶部液膜的成因,建立了水平环状流液膜周向厚度分布模型。