温度作为各种热力过程中最重要的参数之一,是对燃烧过程最直观的描述。高精度的气体温度测量在低排放内燃机、燃气轮机和航空发动机的优化设计、模型验证等方面都是至关重要的,但是高温、高压和复杂的流场条件使得这些场合下的气体温度测量尤为困难。激光诱导热光栅光谱技术（Laser Induced Thermal Grating Spectroscopy,LITGS）作为一种非接触式的光学测量技术具有高精度、高响应速度、非接触式等特点,有望用来解决这一问题。因此,本文特对该技术展开研究,主要研究内容如下:基于光的四波混频原理和流体力学理论,对激光诱导热光栅光谱技术的基本理论展开分析。选择NO₂气体作为激发气体,采用532nm的Nd:YAG激光器作为泵浦光源,671nm的连续激光则作为探测光,设计搭建了基于该技术的气体温度测量系统。分析系统搭建过程中的激发气体选择、相位匹配等问题,并给出光束聚焦调节的解决方案,同时提出了多种光栅间距的标定方法。基于激光诱导热光栅的理论模型,模拟在不同测量工况下的理论信号,并发展了测量信号的处理算法,实现基于测量信号的温度反演计算。利用多种信号处理算法对模拟信号进行处理,对比不同算法的效果和优缺点。此外,还设计开发了与实验系统相匹配的软件程序。利用实验系统对气体的声速进行了测量,发现与理论声速吻合良好,测量误差≤2%。同时,通过LITGS测量系统对压力容器中NO₂/空气混合气体的温度进行了测量,对比了不同温度下测量信号的变化。测量结果表明在常压下、290K-450K温度范围内,LITGS系统的测量结果与热电偶测量结果之间的误差≤3%,标准差约为3K。此外,还进一步探究了0.4bar-3bar范围内不同压力条件下LITGS信号变化和测温精度、不确定度的变化。结果表明随着压力增加信号持续时间明显增加,测量误差和标准差显著减小。初步证明LITGS技术在高压条件下测量更有优势。本文主要研究了一种基于光声学方法的用于气体温度、声速测量的方法—激光诱导热光栅技术。通过对该技术的研究,证明了该技术用于高精度气体温度测量的能力和压力对测量效果的促进作用,对解决内燃机、燃气轮机和航空发动机内部流场气体温度的高精度测量问题有重要意义。