火焰三维温度场分布的测量对研究火焰的结构和特性有重要意义.该文提出了一种用光学分层成像法测量火焰三维温度场分布的新方法,并对其进行了理论和实验研究.所谓光学分层成像法那用单个光学成像系统沿某方向对被测三维场进行移焦摄像,由于任何三维空间物体可以看成是若干平行的二维断层的组合,移焦摄像后可以得到一组分层图像,任一分层图像是物体所有二维断层的叠加像,对得到的叠加像进行反演重建,可以得到被测三维场每一断层的分布图像.该文详细分析了光学系统在离焦和移焦状态下光学传递函数的变化规律,并对离焦和移焦状态下系统光学传递函数的测量理论和方法进行了研究,提出了测量系统光学传递函数的图像法.在深入研究光学系统三维光学传递函数的基础上,作者分析了光学分层成像系统的频谱特性,指出了光学分层成像法的频域限制.作者分析和比较了各种图像恢复的方法,根据计算条件,提出了简明三维重建算法的技术思想.在全面分析光学分层成像法基本概论的基础上,建立学分层成像法重建三维空间物体分布图像的基本理论,并用计算机模拟方法对三维空间物体的分布图像热处理 建进行了研究,验证了光学分层成像法重建三维空间的物体分布理论的正确性.开发了一套计算机控制下进行高速移焦的光学分层实验装置用于三维实际空间物体的分布重建.对各种不同的三维实际空间物体的分布进行了大量的图像重建试验,成功的研究成果为将该理论用于火焰三维温度场分布的测量开辟道路.作者系统地研究了燃烧火焰的发光辐射机,理论 为火焰发光辐射特性.在辐射-吸收条件下建立了光学分层成像法重建火焰三维温度场颁上的理论模型,开发了一套光学分层成像法重建火一维温度场分布的实验装置,最后对准稳蜡烛火焰进行了初步实验研究,取得了一定的研究结果.研究结果表明,光学分层成像法可以重建以不同排列的三维空间物体分布图像,实际三维空间物体可以看成无限多层不同排列的物体组合,因而光学分层成像法可以重建实际三维空间物体分布图像;在辐射-吸收基础上建立的光学分层成像法可以用于火焰不同断层的二维辐射场分布重建,进而可以推演火焰不同断层的温度场分布和内部结构,更多火焰断层的反演重建结果可以近似为实际火焰的三维辐射场和温度场分布.研究结果还表明,用单个CCD摄像机作为成像器件可以保证工业条件下该系统的可靠运行,特殊设计的大孔径小景深的光学组合镜头可以保证分层图像质量,计算机控制下的移焦系统可以保证移焦的准确性和智能化,计算机分层图像的简明重建算法具有处理速度快、耗用计算机资源少、重建精度较高等优点.