随着我国航空航天事业以及国防、能源等领域的蓬勃发展，物体热辐射状况的研究越来越受到重视，作为衡量物体表面热辐射能力的参数——发射率，具有重要的研究价值。由于物体表面发射率受影响的因素较多，具有可变性，如何适应工程应用现场需求，进行便携可靠的在线测量，是目前发射率研究的热点和趋势。本文分析了光电导传感器辐射响应机理，提出了传感器光敏电阻值变化量与辐射能量成线性关系的论点，进而基于辐射能量法测得发射率值。在此基础上，针对发射率在线测量的需求，本文提出了以热电制冷型光电导传感器为核心的单罩式发射率在线测量系统的总体方案，主要包括探测器，传感器的选型，硬件电路和信号测量与信息处理平台，详细介绍了测量系统的温度测控模块设计，以及相应的PID控制算法的实现。本文通过进行温度控制试验、背景辐射试验、样板辐射试验和灵敏度试验，初步获得了样板表面发射率测量值，并对试验结果进行分析，试验结果验证了光敏电阻变化量与辐射能量成线性关系的测量原理是合理的。本文设计和实现的发射率在线测量系统，具有轻便小巧抗振动的探测器结构，克服温度对测量系统的影响，能够稳定测量发射率值，基本达到了发射率在线测量的要求，为今后设计便携式发射率在线测量装置奠定了基础，积累了经验。