温度测量是工业生产或科学实验中保证产品质量、 降低生产成本和确保实验安全的重要因素之一。 目前非接触的测温方法以辐射测温法为主, 二次测量法是多光谱辐射测温中一种常用的方法。 但是, 二次测量法不适用于实时数据处理。 针对此问题, 基于多光谱亮度温度数学模型引入了发射率模型约束条件, 提出了一种多光谱辐射真温快速反演法。 对于非黑体, 根据不同波长下的亮度温度的关系, 得出当亮度温度在一个区间内是增函数或者常数函数时, 发射率在该区间内是增函数; 当亮度温度在一个区间内是减函数时, 则发射率在该区间内满足一个关于发射率和波长的不等式。 该发射率模型约束条件根据亮度温度的信息, 将发射率假设值的构建由多类减少到一类, 避免了不必要的发射率的构建。 实验分别采用实际发射率随波长单调下降、 单调上升、 先下降再上升、 先上升再下降和随机变化的具有代表性的五个被测目标, 针对两个被测温度点进行了仿真对比分析。 结果表明, 与二次测量法相比, 对于同一个被测目标, 在相同的温度初值和相同的发射率搜索范围下, 新算法在保证精度的情况下, 不仅所得结果相同, 而且处理速度提升了19.16%～43.45%。

针对基于金属线栅偏振片的红外偏振成像系统组成, 需要考虑目标、大气、天空、偏振片的反射和自身辐射的影响, 进而有效分析进入成像系统的红外偏振辐射组成。文章通过偏振微面元理论的散射函数模型, 推导红外偏振辐射传输方程的Stokes表达式, 得出红外偏振信息(偏振度、偏振角)与目标表面粗糙度、折射率、反射和观测角度等参数的数学模型, 通过合理简化偏振信息表达式, 仿真得出某材料的偏振度曲线与文献中实测数据基本一致, 为进一步提高红外偏振成像系统的探测性提供理论依据和技术支持。

为进一步提高温度测量精度，以激光照射下普通钢的熔池为研究对象，通过对发射率模型的合理假设，实现了双光谱测温系统的补偿优化。测量结果显示，针对普通钢的温度测量时，发射率采用指数模型可以取得很好的测量效果，测量误差在4%以内。同时，在同一种测量条件下将优化后的测温法与传统的比色法测温进行精度比较，证实与比色法相比该方法的误差显著减少。通过对数据处理的误差做定量分析，得出其误差在13~25 ℃之间。