燃烧火焰温度正常与否与工业生产安全和成本控制息息相关。图像比色测温是火焰测温的有效手段，而现有图像比色测温存在两点不足，一是多将火焰假设为灰体模型，这并不符合实际;二是选用CCD相机采集图像进行处理，而CCD的R、G两路信号同处于非饱和区的温度域较窄，导致了测温范围较窄。本文针对这两点问题对图像比色测温方法进行了研究，设计了基于图像比色方法的火焰测温系统，提出了基于炭黑辐射特性的火焰发射率模型;实现了动态调整火焰温度测量范围以改善CCD测温范围窄的情况。
　　本文的主要研究内容如下:
　　(1)对图像比色测温方法理论分析，搭建基于比色方法的火焰测温系统。设计合适的滤光片、成像镜头、彩色CCD相机参数组合。
　　(2)分析火焰燃烧产物辐射特性:在火焰中炭黑粒子的辐射起主要作用，而炭黑粒子不符合灰体辐射，引入炭黑粒子的发射率公式建立改进的图像比色火焰测温公式，利用牛顿下山法进行温度场的迭代求解。利用VS2010中MFC编程搭建了测温系统人机交互界面，实现了火焰图像的预处理、温度场的求解以及伪彩色图的输出、历史数据回放、动态调节曝光时间、感兴趣区域提取分析、绘制实时单点温度变化曲线等功能。
　　(3)对亮度温度的确定以及温度测量范围的动态调整研究。在参数设定不变的情况下，采集不同温度下的黑体炉炉口图像，使用多项式拟合得到R、G两色灰度值与亮度温度的对应关系。将高温图像以一定系数进行衰减后，必有一低温未经衰减图像其R、G两色灰度值与高温图像衰减后R、G两色灰度值相等，利用该原理推导出不同温度间通过改变衰减系数来相互映射的公式，并利用黑体炉进行实验验证，误差在3％以内。
　　(4)选用不同种燃料（酒精、煤油、酥油和蜡烛）的火焰进行测温实验。这几种燃料其碳含量成递增趋势，燃烧条件相同时，炭黑的生成与燃料的碳含量相关，使用S型热电偶对测温结果进行对比，偏差在5％以内。