燃烧是能量转换的一种重要形式,目前被广泛应用于电站锅炉、内燃机等场景中,对于人类社会的正常运转具有战略意义,因此进行燃烧诊断,研究燃烧机理从而提高燃烧效率具有重要价值。然而燃烧过程中会产生大量中间产物,它们种类繁多且在燃烧区域内空间分布不均匀,导致燃烧过程非常复杂,这对燃烧诊断工作提出了巨大的挑战。在众多的燃烧诊断方法中,以平面激光诱导荧光、火焰自发光成像为代表的成像类燃烧诊断技术能够充分利用不同波段的自由基中蕴含的大量有用信息,有利于研究人员加深对于燃烧机理的理解。成像类燃烧诊断技术通常需要借助阵列传感器,但是在非可见光波段,其价格相对高昂,甚至没有成熟的产品;当待测物体波长接近传感器像素尺寸时,严重的衍射现象将导致成像质量大幅下降;此外,在燃烧诊断的实际工作场景中,信号强度通常比较弱,因此要求传感器有较高的灵敏度和信噪比。单像素探测器由于具有成本低、可使用波长范围广、灵敏度高等优点,有望解决燃烧诊断中阵列传感器所面临的诸多问题。为探究单像素成像技术用于燃烧诊断的可能性,本文首先基于压缩感知原理搭建了紫外波段的单像素相机,并利用数值仿真确定了采样率、测量矩阵、重建算法等重要参数的最优组合。在验证实验中,通过对比单像素相机成像结果与CMOS相机的成像结果,发现两者具有极高的相似性,证明单像素相机用于紫外波段成像的可行性。对于时间分辨率不够高的问题,本文基于不完整投影数据和计算层析重建对搭建的单像素相机进行改进,仿真结果显示,该方法相比于基于压缩感知原理的单像素相机,能够进一步降低实验过程中需要的采样率,因此可以提高其时间分辨率。验证实验结果也显示该方法成像效果优于传统方法,证明本文提出的方法在保证成像质量的同时,能够提高其时间分辨率,能够初步应用在燃烧诊断中。