在火焰检测过程中,火焰温度场以及组分浓度场是描述火焰最基本、最重要的参量,它们的测量具有重要的现实意义。因此,本文在多光谱辐射测温的基础上,将差分光学吸收光谱法进行改进,提出多光谱辐射检测技术,实现火焰温度场及组分浓度场的协同测量,本文旨在对该方法进行深入的理论研究,并辅以相应的实验验证。多光谱辐射测温是基于黑体辐射定律发展而来的,而光谱发射率ε(λ,T)是连接黑体与实际物体的桥梁,也是温度测量准确与否的保证。在火焰温度的测量中,多光谱法将被测物体视为非灰体,被认为是最准确的温度测量方法。本文采用指数多阶方程作为发射率模型,同时基于改进的最小二乘法对火焰温度场进行求解。差分光学吸收光谱法(DOAS法)基于分子对不同波长光谱辐射的吸收能力不同的原理来计算气体的浓度。鉴于本文基于多光谱法得到光谱发射率,因此结合基尔霍夫定律提出了一种取消光源的改进DOAS原理,实现了多光谱法与DOAS法的结合,将多光谱法辐射温度测量原理推广到了火焰温度与组分浓度分布的协同测量,其中,气体辐射特性参数——吸收系数K(λ)是火焰浓度测量的基础数据,本文基于最新的HITRAN2012数据库,采用逐线法对吸收系数K(λ)进行求解。本文基于多光谱辐射检测技术设计了一套多光谱检测系统,并对该系统进行了标定。标定过程中采用基于相对误差的最小二乘法对各光谱下CCD灰度值与光谱辐射力进行拟合,得到H-E曲线,为温度及浓度的测量奠定了基础。最后本文以酒精灯和酒精喷灯为测量对象,以红外热像仪为温度检测仪表,对结合DOAS原理的多光谱成像法测量原理进行实验验证。结果表明,酒精灯火焰各部分平均温度为:内焰657.55℃>外焰538.47℃>焰心407.17℃,酒精喷灯火焰由内到外温度逐渐降低,最高温度达984.45℃,均符合实际情况,而由红外热像仪所测酒精灯灯芯处温度偏高的现象可以看出,红外热像仪在测温过程中需对被测物体的发射率进行校准,导致对非灰物体温度的测量有着一定的限制,不如多光谱检测系统测温准确。