火焰温度作为燃料燃烧的重要参数，对于反映燃烧状态和提高燃烧效率有着重要意义。火焰的辐射图像中包含温度与辐射特性的信息，利用重建算法可以从辐射图像中获取火焰的温度和辐射特性参数等信息。本文将进行基于辐射图像处理的火焰温度场及辐射特性参数的重建研究，旨在准确测量火焰内部温度与辐射特性参数。论文的主要研究内容如下：
　　首先，将辐射图像中的边界辐射强度与火焰温度之间建立定量的辐射传递关系，从而建立火焰的辐射传递模型。通过模拟火焰对建立的辐射成像模型进行检验，证明辐射成像模型能够很好的重建非均匀火焰的温度与辐射特性参数分布。并在不同条件下检验辐射成像模型可行性：考虑存在测量误差时，重建算法具有很好的抗噪声能力；考虑存在壁面发射或散射作用时，计算得到的边界辐射强度比不考虑壁面发射或散射作用时高；在改变迭代初值情况下，均能成功重建火焰温度与辐射特性参数。
　　然后，将重建算法用于实验室乙烯火焰检测中，对数字CCD进行标定后，利用数字CCD对21%O2-air、30%O2-air和40%O2-air下的乙烯层流扩散火焰进行拍摄，重建不同氧气浓度下火焰的温度与烟黑体积分布。结果表明：燃料和伴流气体流量相同的情况下，伴流氧化剂含量越高火焰高度越低，最高温度越高，并且烟黑体积分数的峰值总是出现在温度峰值的内侧，说明烟黑的形成的因素之一是缺少氧化剂。利用TSPD-TEM探针取样技术检测三种火焰中心不同高度处的烟黑体积分数，与重建结果吻合较好。
　　最后，使用高光谱仪对实验室乙烯层流扩散火焰进行拍摄，可以得到包含多波长辐射强度信息的高空间分辨率图像，研究不同波长的选取对重建火焰温度场与烟黑体积分数的影响。结果显示：选取的波长小于580nm时，重建火焰内部温度偏低；选取波长大于800nm时，仪器的测量误差增大，重建火焰温度不准确；选取两波长之差小于36nm时，两波长的辐射强度大小相近，导致重建火焰整体温度过高；选取波长差大于140nm时，容易不满足火焰灰性假设，重建火焰温度较低。