随着科学技术的发展,越来越多的工业场景中需要用到温度测量参数来保证生产。在狭小空间内复杂高温环境中完成对高温动态物体的精准温度测量正逐渐成为一大难题,辐射测温法在这种环境中具有越来越广泛的使用空间。这种环境下,如何设计测温仪器结构并研究被测物体表面涂层实现精确测温,还需要进行更加深入的研究。本文针对辐射测温方法在高温环境中的应用难题进行了研究,利用有限元方法对高温探测仪器的结构进行了分析,并探究了微弧氧化工艺制备的目标物体涂层的性能。主要研究内容有:（1）通过对辐射测温仪器前端探针的反射镜、光学系统镜片、探针外壳等部件进行稳态温度场仿真,确定了最佳的仪器结构设计方案:采用Haynes230合金制备探针小尺寸直径,反射镜与探针内部支撑杆通过销钉连接,探针伸入高温环境内部70mm时,光学镜片与反射镜间距为60mm。小尺寸探针反射镜温度温度升高的主要来源有两部分:1.探针内壁及其它位置的辐射传热;2.升温后的冷气温度影响。（2）对探针在高温气体吹扫下的内部温度变化情况进行瞬态仿真,发现在高温气体开始吹扫到600s时间内,由于高温气体及冷气对探针壁对流传热的效率变化情况的不同,导致冷气在一定时间内温度过高,进一步导致了探针内部光学镜片及反射镜温度较高。在第120s-210s范围内,探针反射镜及光学镜片温度高于工作温度,因此要实现准确的测量,可选择前120s探针内温度较低时或在600s后探针内温度场稳定再进行测量。（3）针对辐射测温精度的主要影响因素—涂层发射率问题,以高温环境常用的钛合金材料作为研究对象,分别使用硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐、锆盐作为主要电解液成分,并加入ZrO₂粒子,初步探究使用微弧氧化工艺在钛合金表面制备稳定高发射率涂层的可行性。得出:铝盐电解液与ZrO₂粒子反应制备的涂层厚度最大,发射率高于0.54,但测温精度在±8℃左右,硅酸盐与锆盐微电解液制备的涂层厚度较薄,在1.6μm测量波段范围发射率稳定为0.28,测量精度为±4℃。