有的DCS系统对锅炉安全高效运行有重要影响的燃料、火焰和风烟系统各重要参数的监测相当薄弱，不仅检测手段少，而且测量信号的精度低，传感器的可靠性差，或者根本 不能在线检测。论文基于电磁波在物质中传输和与物质反应的相关特性，研究对锅炉安全经 济运行有重要影响的特征量的在线检测及其有效利用。 1、提出了锅炉燃烧系统多传感器性能监控策略，用非接触式在线检测技术，系统监测燃烧的前馈量、燃烧过程的状态量和炉侧燃烧反馈量，在此基础上，设计了基于多传感器信 息融合的锅炉燃烧监控总体模型，并提出了以燃烧特征量在线检测为基础，以神经网络为核心构建锅炉的燃烧诊断与优化系统。 2、研究设计了可安装于燃烧器火焰垂直断面上的高温型光学潜望镜，动态采集煤粉着火区的火焰图像，提出了火焰锋面的动态搜寻方法，以火焰锋面的黄色象素点、着火距离及 其差分为燃烧器火焰的特征参量，提出了一种新的燃烧器火焰灭火判据。 3、研究了微波谐振法在线检测锅炉飞灰含碳量的理论方法，根据谐振腔谐振频率和品质因素Q随含碳量变化的特征，构建了飞灰含碳量微波谐振法测量模型，并设计开发了相应 的应用系统。 4、对声学检测技术在电站锅炉监控中的应用进行了多方位研究，分析了承压管泄漏噪声的物理数学模型，提出了可自动补偿声学传感器时漂温漂的解决方案，提高了承压管泄漏 诊断的准确性；针对回转式空气预热器热端漏风监控问题，提出了基于声学技术的径向 密封间隙探测方案；针对回转式空气预热器燃气脉冲除灰系统混合气体的配比难以准确控制问题，提出了利用声波监控技术动态诊断哑炮、连炮，防止管道回火，优化运行参数的方法。 5、提出了综合应用热中子俘获(n,Y)和快中子非弹散射(n,nY)两种核反应，实现煤中各主要元素含量的在线分析方法，论述了理论分析模型，并用三组理论推导出快组、热组和慢组中子通量密度的计算公式，进而提出了计算煤炭各元素特征Y射线全能峰面积的实用方法，为煤炭元素成分核测量系统的设计提供了理论基础。 6、提出了直接应用煤炭中各主要元素的Y射线全能峰面积，通过偏最小二乘多元线性回归计算煤炭容重的方法，实现了煤炭容重在线软测量，在此基础上，提出并研究了一种带 有容重、氢峰和干扰元素补偿的煤炭元素成分多元非线性回归模型。还对从Y能谱中求解元素成分的Monte Carlo最小二乘反演法进行了初步研究。 7、在煤炭元素成分中子活化分析理论研究的基础上，设计开发了皮带式全煤流煤炭元素成分在线分析系统，并对所设计的系统进行了试验、能谱数据处理和研究分析，实现了对 煤炭C、H、O、N、S、Si、Al、Fe、Ca、Mg等10余种元素含量的在线检测。