在现有的能源结构背景下,燃烧作为化石能源转化为可利用热能的最直接方式,从日常生活中的煤炉、汽车内燃机到工业生产中电站锅炉、工业窑炉、钢铁冶金、燃汽轮机等各种场合,均存在有燃烧系统。温度是反映系统内燃烧状态的一个重要指标,基于温度场测量的燃烧诊断技术对于优化燃烧结构、提高燃烧效率具有重要意义。基于辐射图像分析的燃烧检测技术由于其对被测对象无干扰、响应快等特点而备受关注。在该检测技术中,建立准确的辐射成像模型以获得燃烧介质发射和所成辐射图像间对应关系至关重要。本文将围绕基于辐射图像法的燃烧检测中辐射成像模型开展研究。本文首先介绍理想针孔模型和透镜模型成像原理,将两种模型用于二维平面辐射成像中,成像结果表明两种模型主要差异体现为离焦效应差异和有效能量份额差异。在大视场角或者大景深拍摄工况下理想针孔模型由于各空间发射物点有效能量份额差异会产生较大的误差,在此基础上提出了基于能量份额修正的改进针孔模型。将三种成像模型应用于模拟实验室火焰和大尺寸炉膛燃烧系统辐射成像中,结果表明改进针孔模型相较于理想针孔模型计算精度得到了明显提高。通过数值计算模拟了辐射图像的获取以及基于辐射图像的二维温度场重建过程。计算结果表明当在大视场角拍摄工况下,或者当拍摄距离等参数和标定条件存在差异时,理想针孔模型在重建温度场时会引入额外误差。相比之下,采用改进针孔模型后温度场重建误差水平下降。在3.5mm焦距下,理想针孔模型和改进针孔模型温度场重建最大误差分别为13.4%和1%。针对燃烧系统中存在散射性介质情况,利用Distributions of Ratios of Energy Scattered Or Reflected（DRESOR）法具有高效求解散射性介质中方向辐射强度的特点,将其应用于计算辐射成像过程。首先将DRESOR法与统计窄谱带模型（SNB）结合以高效求解含非灰性气体介质辐射传递过程。与逐线法（LBL）基准解进行对比表明,在绝大部分具有明显发射的光谱范围内误差小于5%,且强发射波段误差进一步减小。接着将DRESOR法与透镜模型相结合实现含散射性介质的辐射成像过程计算,分析了散射性遮挡介质对辐射图像能量分布的影响,并计算了双峰炉膛燃烧系统内不同工况下的辐射成像。