固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种应用前景广阔的新兴能源,但在其正常工作时无法准确测量内部的温度分布,严重制约了其商业化生产。本文根据磁纳米的温度敏感性,设计了一套非接触式温度测量的方法,在不影响SOFC结构设计和气密性要求的条件下,实现温度成像。这对SOFC的实际应用具有重大意义。首先,本文基于磁纳米的温度敏感特性,设计了一套在高温环境下(650~850℃)对SOFC进行非接触式温度测量的硬件平台。结合Maxwell线圈和Helmholtz线圈,组成激励磁场发生装置。使用差分线圈获取信号,经过信号预处理后,由数据采集卡送至PC机,采用DPSD算法得到谐波信息后反演温度。其次,本文确定了点模型温度测量的参数。选择粒径为20nm的Co纳米作为温度敏感元件,并对Co纳米粒子和SOFC的各部分材料进行高温磁性实验。根据信号半宽高,计算特定分辨率下所需的基本梯度场。考虑硬件电路的限制,选择交流磁场场强为25~40 Oe,频率在几十至几百赫兹最为合适。再次,点模型建立时忽略了相邻点磁纳米元件对被测点的影响,为了保证测量精度,要求施加的梯度磁场得是基本梯度场的5倍以上,但这实现起来很困难。为此本文提出了一维温度成像模型,在模型中被测点的输出信号不仅包含该点磁纳米敏感元件的输出信号也包含了相邻测点的输出信号。假设SOFC处于均匀温度场中,可得到混合基波幅值-温度曲线,建立了一维温度成像模型。实现相同的测量精度,该模型需要的梯度磁场是基本梯度场的3倍;在650~850℃的温度范围内,相邻磁纳米的温度波动只会给测量造成3℃左右的误差。最后,本文分析了磁纳米粒径分布对温度测量的影响,满足对数正态分布的粒径会使谐波幅值增大,对测量造成误差,而且随着分布的标准差?增大,温度误差也增大。对于一维温度成像方法,在平均粒径为20nm,?=0.2(粒径范围为11~36.6 nm)时,测量温度的绝对误差为4.21℃。相较于点模型,一维温度成像模型对实际粒子的适应性更好。