生物膜式反应器是一个含生化反应的多元多相流体流动、传热传质的复杂体系，过去由于缺乏有效的测量方法和手段，限制了人们更深入地认识其过程的机理。本项目提出并研究了膜式反应器设备尺度的"分布式光纤Bragg光栅温度动态场测量方法"、"分布式D型光纤Bragg光栅膜厚度分布测量方法"和团聚尺度的"填料球分布式D型光纤Bragg光栅膜厚度测量方法"，可为生物膜式反应器内生化反应机理研究提供全新的手段。并以此为基础，探索进一步研究生物膜式反应器内气相和液相的浓度场、速度场的分布式测量的可行性，以促进生化过程机理研究的进一步深入。所提出的测量方法与传统的测量方法相比，具有微型尺寸、高精度、高灵敏度和分布性的特点，可分别在反应器的设备尺度和团聚尺度下对热物理参数的分布进行实时测量，形成了一套"多尺度实时测量系统"，其研究成果，对推动工程热物理量测技术的进步及分布式光纤光栅传感技术的发展，都具有重要意义。