燃烧室的壁面温度是燃烧过程中的重要热力参数,对壁面与火焰结构及温度的关系进行实验研究对燃烧室的设计有重要意义。磷光热成像测温技术是一项近年来快速发展的光学测量技术,借助磷光材料和激光器等设备,可以实现温度的非接触测量。辐射层析成像是一种先进的火焰燃烧诊断技术,可以实现火焰三维结构的重建。本文的研究目的便是借助这两项技术,探究壁面与火焰温度之间的关系。在壁面温度测量方面,本文介绍了磷光测温技术的原理,制备了基于化学粘合剂的磷光涂层。在此基础上,对磷光的光谱进行了测量,确定了磷光的发射波峰。在150-450℃范围内对磷光衰减寿命进行了标定,并提出了针对二维测量的图像后处理算法,实现了对壁面温度时间和空间分辨的测量。针对不同激光能量条件下衰减寿命的变化进行了探究,分析了激光能量对衰减寿命的影响。在火焰温度分布测量方面,本文搭建了一套可以同步对燃烧室壁面温度和火焰温度进行测量的模型燃烧室。通过在石英管壁喷涂磷光涂层以测量表面温度,多角度布置的镜头及光纤束用于重建火焰的三维结构。随后,分别对稳定燃烧工况及气流冲击壁面条件下的壁面温度及火焰温度进行了测量。借助动力学模态分解等方法对火焰温度场的变化进行了分析,结果表明,当壁面温度出现局部降低时,会改变换热边界条件,相应区域的火焰燃烧会变得不稳定,火焰的结构会趋向于向壁面温度降低的方向发展。