综合采用声、光、电、磁等技术，对实验室和工业反应器中的化学反应过程及多相流动进行原位在线检测，借助现代信号分析方法和人工神经网络、深度学习等智能算法，建立化学反应过程特征参数和多相流动特征参数与声、光、电、磁信号之间的对应关系，实现关键反应参数和过程参数的原位在线检测；揭示化学反应机理、多相反应器内流动和传质规律，阐明化学反应机理，指导化学反应器的放大设计和操作优化。

在此基础上，结合化学反应动力学和反应器数学模型，构建化工过程智能控制系统，在实现关键过程参数软测量和在线测量的基础上，对工业反应器进行智能控制，包括最大产率控制、产品质量控制、牌号切换过程控制等功能。系统投用后，可显著提升工业装置运行的平稳性和产品质量，大幅降低能耗物耗。

代表性研究成果及研究方向包括：

1. 流化床反应器声发射检测系统。采用声发射技术实现气相法聚乙烯流化床反应器中颗粒结块、流型、料位等十余个关键过程参数的在线检测，在10余套大型聚乙烯装置上推广应用。

2. 流化床静电检测仪。开发了防爆型流化床静电检测仪及流化床静电检测系统，实现静电势和荷质比在线测量、结块提前预警、料位检测等功能，共有20余台静电检测仪在大型聚烯烃装置上实现工业应用。

3. 聚乙烯生产过程智能监控系统。开发了反应器操作优化和事故停车预警的决策支持系统，形成聚乙烯生产过程智能监控系统，提出了调控流动模式、破坏涡旋热点以强化传热的工艺，获得了工业试验的验证。在十余套聚乙烯工业装置上推广应用。同时，成果已经拓展应用在煤气化装置、催化裂化装置、聚丙烯装置等。

4. 聚合反应过程的原位红外/紫外在线检测系统开发及应用。

5. 催化反应过程的原位XRD/红外检测系统开发及应用。