航空发动机作为飞机的“心脏”,对安全飞行起着至关重要的作用,是国家科学技术水平、工业发展水平和国防综合实力的体现。航空发动机燃烧室的燃烧产物主要有CO、C02、NO、N02、H2O和残余空气以及固态细微颗粒。其中CO气体是反映燃烧特性的重要指示性气体。对燃烧室出口CO浓度分布的准确测量,是优化燃烧过程,提高燃烧效率的有效途径。同时,CO气体也是空气质量指数的主要评价因子之一。实现对工业生产过程中CO浓度的实时监测,有利于建立相应的监管方法和排放标准。可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术具有灵敏度高、精度高、响应速度快、非侵入性等优点,适用于痕量气体检测和燃烧过程诊断等领域。单光路TDLAS系统只能测量路径上气体参数的平均值,将TDLAS技术与计算机断层诊断(Computed Tomography,CT)技术相结合,可以实现燃烧场气体参数分布的测量。本文基于TDLAS技术,展开了对高温环境中CO气体参数的测量方法研究。主要工作与创新点有:1、筛选出适用于测量燃烧火焰中CO浓度的吸收谱线,搭建了三段式高温管式炉测量系统,通过实验验证了免标定波长调制法测量CO浓度的准确性。根据选线原则,在CO气体的第一泛频带选择了孤立的吸收谱线4297.7046cm-1(R(10)),通过仿真定量分析了温度、压强对CO浓度测量的影响。分析了 O2、H2O、CO2气体对CO谱线碰撞展宽和谐波峰值高度的影响。在773K～1473K的温度范围,测量了不同浓度的CO标准气体,实验结果与设定值吻合良好,相对误差小于2.0%。2、为了消除气体压强不确定性对组分浓度测量的影响,提出了一种气体压强和组分浓度同时测量的方法。通过理论分析和数值仿真,发现了 CO吸收谱线的二次谐波中间峰值与旁瓣峰值的比值随压强线性变化的关系。结合免标定波长调制方法,实现了气体压强和组分浓度的同时测量。实验结果表明:气体压强和CO浓度的测量值与设定值基本符合,相对误差分别小于2.4%和1.9%。3、提出了适用于弱吸收情况下非均匀流场浓度分布重建的方法,实现了对航空发动机燃烧室出口 CO浓度分布的测量。基于弱吸收情况下谱线中心处一次谐波归一化二次谐波信号的幅值(Sro 2f lf)具有可叠加性的特点,利用谱线R(10)的吸收信号结合代数迭代重建算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)对CO浓度分布进行重建。在正交和多角度两种光线布置方式下,展开了对CO浓度分布重建的仿真研究,将重建结果与设定分布的模型对比,验证了重建算法的可行性。系统地分析了路径矩阵误差和测量值随机噪声对重建结果的影响。通过热电偶和燃气分析仪测量了燃烧室出口不同位置的温度和CO浓度,验证了发动机燃烧的稳定性。根据现场环境,使用工业机器人搭建了多角度光线测量系统,实现了对航空发动机燃烧室出口 CO浓度分布的测量。