随着常规石油储量的减少,持续增长的市场需求与常规石油供给不足之间的矛盾日渐突出,稠油作为重要战略接替资源越来越受到重视。多元热流体吞吐作为新一代稠油热力采油技术,在热力降黏的基础上,依靠多组分气体协同效应,通过溶解降粘、增压助排和减小热损失等机理改善稠油油藏热力开发的效果。而多元热流体组分含量检测对稠油开采的最佳注入参数、井筒流动和传热模型构建及验证和现场发生器燃烧优化及调控策略具有重要工程现实意义。因此,实时监测多元热流体热采过程中多组分气体含量并及时反馈至发生系统至关重要。本文以气固两相流基本原理、颗粒动力学原理、Mie散射理论和热辐射传输基本理论为基础,以掺混颗粒多组分气体为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法结合DPM模型数值模拟了光学测量段掺混颗粒多组分气体流动过程,针对颗粒引起的非吸收损耗问题,开展颗粒团聚对激光传输及激光检测的影响研究,探究了检测系统测量过程中高温高压环境所引起的梯度折射率及光学窗口形变对激光传输的影响,采用氮气吹扫的手段削弱上述不利因素对激光检测精度的影响,总结了氮气吹扫后的激光传输优化效果并评估了吹扫前后检测系统热辐射水平。主要研究内容如下:（1）建立了光学测量段的几何物理模型和掺混颗粒多组分气体流动传热数学模型,验证所采用网格的独立性并检查了网格质量,通过对比文献实验结果验证了模型准确性,数值模拟并分析了光学测量段内掺混颗粒多组分气体流动过程。（2）提出了基于样本概率密度随机映射的颗粒空间分布构建方法,建立单颗粒散射模型并分析了颗粒干扰激光传输,获得了颗粒团聚对接收面光强分布和功率损耗的影响。（3）建立了光学窗口热分析和结构分析有限元模型并对其进行了验证,拟合了光学窗口折射率变化曲线,分析了热压载荷作用下光学窗口折射率变化及形变对激光传输的影响。（4）基于TDLAS-DAS技术搭建实验平台,在室温条件下研究了石英砂颗粒对激光检测的影响。分析了氮气吹扫条件下的颗粒驱散效果和光学窗口折射率变化及形变改善效果,开展了氮气吹扫前后多因素联合激光传输对比分析,并对吹扫前后激光检测系统内部热辐射水平进行了评估。以掺混颗粒多组分气体含量激光检测为研究背景,研究颗粒吸收和散射作用引起的光强损耗、热压载荷作用下光学窗口折射率变化及形变等问题对激光传输及检测的影响。开展了不同工况下激光传输仿真分析和颗粒干扰激光检测实验研究。最后,分析了氮气吹扫后的激光传输优化效果并评估了吹扫前后检测系统热辐射水平。本文的研究成果为今后工业过程多组分气体含量在线检测技术发展提供了一定的借鉴和参考。