温度的测量与国防、军事、科学实验和工农业生产息息相关,是一个极其重要的因素。然而传统的测温仪器大多都只能测量单点的温度,不能反映整个温度场的分布,存在很大缺陷。基于彩色CCD图像传感器的温度场测量技术是一种新型测温方法,它综合利用图像检测技术、数字图像处理技术和辐射测温技术,具有所有非接触测温法的所有优点,并能给出温度场的分布,成为高温检测领域的研究热点之一。本课题针对基于彩色CCD图像传感器的温度场测量技术进行了深入研究,并设计了一套基于彩色CCD的测温系统。本文详细研究了辐射测温的原理及方法,CCD的工作原理及彩色CCD的测温原理,选择采用比色测温法测量温度,并提出了一种可对具有轴对称特征的火焰进行三维温度场重建的算法。建立了CCD测温装置,包括对镜头成像系统、图像传感及采集系统、图像处理系统的设计与搭建。然后设计了图像采集和处理软件,包括图像采集模块、图像噪声处理模块、图像分割模块、二维温度场计算模块、三维温度场重建模块。系统设计完成后在黑体炉上进行了标定,为避免图像饱和,采用分段标定的方法。标定后,进行了测温实验,并使用哈工大自动检测与过程控制研究所自制的MWP-Ⅱ型比色高温测量仪作为比对,最后进行了误差和不确定度分析。