针对单相机单波长测温和比色测温过程中测温范围较窄的问题，以单波长测温过程为基础，推导了相机传感器动态范围和工作波长对单相机测温范围影响的理论公式，并对波段选取过程中的影响因素进行了分析。理论分析结果表明：相机动态范围和波长的选取限制了一次曝光时测温范围的最大跨度值，在相机传感器唯一确定时，相机动态范围一定，根据波段选取原则选定工作波段，选定估计温度范围下限之后，由公式即可确定待测温度上限，再根据实际测温范围调整波段和估计测温下限；配合调节曝光及光圈，充分利用相机传感器的全动态范围，可实现单相机辐射测温法中宽温度范围的测量。此外，通过涡流加热实验和熔池温度场测量实验对上述影响因素进行验证，选取更优波长和更优曝光时间，可提高单次测温跨度至少40%，为单相机测温技术的具体实施提供技术参考。

在航空航天、冶金铸造等各种工业现场高温热试验过程中，需要在高浓度弥散介质遮蔽物件表面的条件下，快速、准确地获取试验件表面的高温温度。传统的辐射测温方法包括波段辐射法、亮度法、比色测温法、多波长测温法等，是实现高温测量的一种主要测量方法。弥散介质由于介质粒子的作用会产生各种光谱散射、吸收和发射效应，给高温的准确测量带来了很大的干扰，导致测量结果产生偏差，必须要改进经典辐射测温方法。论述了弥散介质条件下几种主要的辐射测温方法，包括试验数据反推法、热辐射计算法、多通道分裂窗法、信息复原计算法、神经网络计算法等，分析了各种方法的优点和不足，总结了弥散介质条件下辐射测温方法面临的挑战和发展趋势。

激光退火技术有热预算低、瞬间温度高的特点，其温度场特性是材料电学性能的重要表征参数。准确实时测量瞬态小温度场对整体退火工艺过程的把控具有重要的参考价值。辐射测温法通过收集样品辐射光谱中特定波段的能量来实现温度的非接触在线测量，具有响应快、测温范围宽等特点。提出了一种基于InGaAs红外光电二极管的双色辐射测温系统设计方案，采用波长积分法对该测温系统进行精确标定，单波段带宽可达350 nm，能够对小于0.01 mm²的小视场进行稳定快速测量。去除标定热台稳定性后的测温重复性最大仅为0.05%oR（of reading，读数精度），精度小于1%，远超同类高温测量设备。在此基础上，结合有限元法热仿真结果，提出一种基于单个光电二极管测量温度场分布的方法，讨论了最高温度与读数温度之间的关系，为工艺参数评估提供了重要的数据支撑。

近年来, 为了减少对石化燃料的依赖和节能环保的强烈需求, 以稻壳、 秸秆等可再生资源为燃料的生物质锅炉越来越受到业界的广泛重视。 为了进一步提高生物质锅炉的燃烧效率, 优化炉膛结构, 需要实时监测火焰温度。 传统的热电偶测温法不利于长时间高温测量, CCD测温法又难以测量真实温度, 而多光谱辐射测温法具有响应速度快、 无测量上限以及可以获得真实温度等优点, 是生物质锅炉火焰温度测量的最有力工具之一。 多光谱辐射测温是通过测量待测物某点的多个光谱辐射强度信息, 通过普朗克公式反演获得真实温度。 但是, 未知的光谱发射率是多光谱辐射测温反演过程的最大障碍。 目前, 多采用事先假设一组发射率模型(发射率-波长或发射率-温度模型), 假设模型如果与实际情况相符, 则反演结果能够满足要求, 假设模型如果与实际情况不符, 则反演结果误差很大。 能否在无需任何光谱发射率假设模型的情况下, 实现真温和光谱发射率的直接反演一直是多光谱辐射测温理论研究的热点和难点。 为此, 提出外点罚函数约束优化算法, 将多光谱辐射测温反演问题转化为约束优化问题, 给出了罚函数的表达式和相关参数。 与其他约束优化算法相比, 外点法的优势在于不受发射率初值的影响, 进一步提高了算法对不同材料发射率的适应度。 基于微型光纤光谱仪, 搭建了稻壳粉生物质锅炉炉膛火焰温度测量装置, 通过实验室黑体炉标定后, 对稻壳粉生物质锅炉炉膛火焰从初燃到稳燃过程的温度进行了测量, 并与热电偶测量结果进行了对比。 结果表明, 与热电偶测量结果相比, 多光谱辐射测温的最大绝对误差为35.7 K, 最大相对误差为3.2%。 表明该测量装置及反演算法可实现生物质锅炉炉膛火焰燃烧温度的测量, 为后续生物质锅炉燃烧诊断及锅炉设计优化提供了基础。