对于电厂锅炉而言,炉膛内燃烧火焰是表征燃烧状态否稳定最直接的反映。燃烧状态不稳定会导致锅炉燃烧效率降低,产生更多的污染物,极端情况下会发生炉膛灭火甚至诱发爆炸造成安全事故等。通过电厂炉膛内温度测量来实现炉膛内火焰温度场三维重建对于温度监测,节能减排以及安全保障都具有重大意义。现今,利用三维重建技术来对物体模型化,对物体的表面特征、结构信息进行分析,这种应用也越来越广泛。在火焰温度场的重建模型领域,通过分析可以使人们更加直观地研究火焰的温度场和火焰的燃烧充分程度。由于四角切圆燃烧炉内燃烧火焰的多样性和复杂性,目前对这种炉内火焰三维重建的研究还十分有限。本文提出了一种电厂炉膛火焰温度场三维重建模型。在这个模型基础上,提出了一种基于辐射反演的温度场计算方法。首先通过分光装置和滤波装置对电荷耦合器件(CCD)摄像机进行处理,从而可以获取到火焰图像的三分光同步滤波图像。图像中每个像素点灰度值对应的辐射强度可以表示为纵向方向上各点辐射强度累加和。然后根据热辐射基本原理构建火焰温度场三维重建模型,本文从四角度采集火焰图像,在一定程度上来解决由于硬件设备缺陷导致纵向分段少以及由于辐射衰减造成的误差。对于模型反演计算中的非线性方程组求解,将其转化为优化问题,设计了一种改进的混合遗传算法对其求解,该方法保证了温度场反演计算的快速收敛。最后通过对反演结果进行分析,将其与对应点热电偶采集温度进行对比,验证了基于辐射反演的温度场计算方法的有效性,反演效果较好。