在土木工程领域,温度场变化产生的温度应力常常影响结构稳定,严重者造成损裂破坏。在能源应用领域,研究介质热交换温度场变化,对于探究热量迁移规律,提高能源利用率意义重大。实现对温度场有效检测对解决许多工程问题具有重要意义。传统温度传感器在动态响应和空间分布测量方面无法满足要求,而辐射法测温存在精度低和仅能测量目标平面温度场等不足,很多场合也难以满足需求。本文基于几种碳系材料填充树脂基体导电复合材料提出了一种柔性电阻式温度传感膜。采用丝网印刷技术,以石墨烯、碳纳米管和炭黑填充环氧树脂导电复合材料为感温电介质,聚合物银导电浆为柔性电路电极,聚酰亚胺和聚氨酯膜为柔性电路基板,光固UV油墨做绝缘隔层,共同构成阵列分布式温度传感膜。本文在课题组前期研究的基础上对石墨烯、碳纳米管填充环氧树脂导电复合材料的温敏特性影响因素、静态特性、动态响应特性等进行试验研究,并利用其温敏性质研制了条形温度传感膜。对一维非稳态导热的测试结果表明:基于石墨烯、碳纳米管填充导电复合材料的条形温度传感膜可实现温度梯度良好的感知能力,这为分布式温度传感膜测试温度场提供可能。设计了阵列形式的柔性温度传感膜,对阵列单元间交叉串扰问题进行分析。研制了基于STM32微控制器的阵列分布式信号采集系统,硬件系统分为信号检出、调理电路和电路控制、信息采集两大部分,该系统能有效避免传感膜各感温元件间的交叉串扰。采用C语言编写温度传感膜信号的处理和显示软件。实现信息的实时处理、插值和图像显示等。为了探究温度传感膜及阵列信号扫描测试系统的可行性和可靠性。对不同几何形状热源表面温度分布、圆柱体轴向瞬态导热表面温度分布进行了测试试验。试验结果验证了本文所研制的温度场测试系统的可行性、可靠性和准确性,表现出良好的对温度异常区分辨效果和温度场变化的灵敏度。可实现对温度场的动态、实时测量。