燃烧是化学变化和物理变化耦合的复杂反应过程,CO和H₂O作为重要的燃烧产物,研究其在火焰中的浓度分布情况可以为燃烧系统的优化控制和燃烧反应机理分析提供重要的数据支持。可调谐半导体激光吸收光谱技术作为一种非侵入式检测技术,具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点,将该技术应用于火焰中温度和浓度的测量,对燃烧火焰的机理研究及实际工程应用具有十分重要的意义。本文首先对主要的燃烧测量技术进行概述,重点介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术的研究背景和现状、基本原理以及相应测量技术。根据谱线选取原则,选取了7154 cm^-1和7153 cm^-1附近四根谱线用于H₂O的温度和浓度测量,选取4343cm^-1附近谱线用于CO浓度测量,借助高温管式炉验证了CO浓度测量准确性,结果显示,CO浓度（1%¹0%）的峰值测量误差小于8%。对不同当量比的甲烷和空气的平面火焰中CO和H₂O的浓度以及温度进行测量,利用热电偶测温系统测量了平面火焰的温度分布,并验证了所选H₂O谱线进行温度测量的可行性与准确性,其温度测量结果与热电偶测温结果的峰值误差小于5.3%。为进一步探究稀释剂对火焰气体组分和温度的影响,开展了CO₂和N₂稀释下的气体组分浓度测量,重点探究了CO₂稀释对CO和H₂O浓度的影响。最后对CO₂稀释的反应机理进行探究,使用Chemkin软件包结合GRI 3.0反应机理对预混火焰进行化学动力学分析,分别对CO浓度、H₂O浓度和火焰温度进行计算,并与实验值进行比较,浓度变化趋势基本一致,验证了反应机理与实验测量结果的可靠性。利用敏感性分析进一步从机理角度分析了CO₂稀释对H₂O和CO浓度影响的原因。