火焰燃烧参数能直接反映火焰燃烧状态, 并对燃烧过程进行诊断、 预测和优化。 火焰温度及辐射率是燃烧状态的重要表征参数, 火焰温度及辐射率的准确测量对于建立燃烧模型、 优化燃烧过程和控制污染物排放有着非常重要的意义。 随着数字图像技术与光谱学的发展, 多光谱成像技术逐步应用于火焰燃烧温度及辐射率测量。 针对光谱仪空间分辨率低和RGB彩色相机光谱分辨率低的问题, 多光谱成像技术能获得兼顾空间分辨率及光谱分辨率的火焰光谱图像, 实现火焰温度及辐射率分布测量, 具有高时空分辨率、 响应快速及测温范围宽等优点。 因此, 提出了基于多光谱成像技术的火焰温度及辐射率测量方法, 搭建标准高温黑体辐射实验测量系统, 对多光谱相机665～960 nm波段开展高温黑体辐射响应系数标定实验, 获得多光谱相机25波段光谱响应标定系数, 通过四阶多项式拟合建立多光谱相机各波段下仪器响应值与理论辐射强度之间的关系, 并开展多光谱成像技术测量验证实验, 结果显示温度与辐射率测量的相对偏差分别小于1%与4%。 在此基础上, 以蜡烛火焰为研究对象, 建立了火焰多光谱成像测量系统, 获得了蜡烛火焰多光谱辐射图像, 基于普朗克辐射定律参数拟合方法, 实现了蜡烛火焰温度与辐射率分布测量。 测量结果表明： 火焰竖直平面上火焰中心区温度及辐射率均高于火焰上部和底部; 蜡烛火焰温度测量结果范围约为1 350～2 050 K, 火焰中心区最高温度约为2 050 K; 蜡烛火焰辐射率测量结果范围约为0.04～0.36, 火焰中心区最高辐射率为0.36。 测量结果与蜡烛火焰燃烧过程及辐射特性分布规律一致。

简要介绍了航空发动机涡轮叶片表面温度的几种主要测量方法, 总结了热电偶、晶体、示温漆、荧光、光纤、以及红外辐射、多光谱等测温方法的的测温原理、技术特点和国内外研究现状, 并在此基础上对将来涡轮叶片温度测量发展方向进行了展望.

随着非制冷型热像仪工作时间的增长，其内部器件、机械结构所积累的热量越来越多，其温升所导致的热辐射势必会对热像仪的测温精度产生严重影响。因此，要实现热像仪的准确测温，必须对其内部的各温升影响因素进行相应的修正。本文通过对影响测温精度的镜筒辐射温度、探测器靶面温度以及热像仪工作累积时间三个因素进行评估和建模，并对其相互关系进行评价，根据数据模型对热像仪辐射测温值进行修正。结果表明，在实验室条件下，经过修正，非制冷型红外热像仪测温精度可控制在±1 ℃以内，其稳定性可控制在±05 ℃以内。修正后的温度结果基本不受内部温升的影响，有效的提高了非制冷测温型热像仪的稳定性、可重复性以及测温精度。

为了解决传统热风炉拱顶测温系统存在的维护难度大、发射率难以确定等问题, 采用了双波段对数比放大测温方法, 并对其进行了理论推导和实验验证。结果表明,在设定温度不变的前提下, 该方法的测量结果与随着时间改变的温度几乎保持一致; 并验证了设定温度与测量温度之间的关系, 本系统测温误差绝对值在6℃以内, 测量精度高; 也验证了LOG112输出电压与真实温度的倒数呈线性关系, 这与理论推导一致。该研究将辐射测温与对数比放大技术相结合, 对于解决现存问题及提高拱顶测温精度具有重要意义。

基于比色测温原理, 系统分析了中心波长、 波长带宽、 立体角等因素对仪器响应速度和测温精度的影响, 确定了适用于瞬态高温测量的系统参数。 提出了基于光电转换系数和工作波长上下极限的比色高温传感器响应计算方法。 在优化的标定温度下, 用高温黑体炉进行标定实验, 通过对标定数据的分析确定了仪器实际工作参数, 并对传感器温度响应进行了计算。 结果表明用该方法计算得到的响应关系误差在1%以内。 利用该比色高温计现场测试了燃料空气爆炸场的瞬态温度响应, 得到了爆轰区温度随时间、 距离的变化规律。

针对在比色测温法中由CCD光谱响应带宽引起的误差, 提出了数字滤光的误差校正方法。该方法利用数字图像技术将光谱曲线离散化, 采用离散化数据模型展开比色测温计算, 在540±10nm绿光段和640±10nm红光段分别加入数字滤光算法, 测温误差与外光路搭载滤光片效果接近。该方法简单实用, 精度较高, 在无外置滤光光路情况下实现了彩色CCD摄像设备的辐射测温, 可为图像测温产品的便携性和适用化带来便利。