基于图像处理的火焰监测与燃烧诊断是当前国内外火焰监测与燃烧诊断领域的研究热点，是一种很有发展潜力的故障诊断技术。本文利用火焰图像监测研究了火焰形状、火焰色度、火焰诊断温度场分布等燃烧特征；采用数学方法从这些信息中获得了反映燃烧状况的特征信息(参数或图像等)，经数学提炼后得到了燃烧特征与燃烧工况的对应关系，进行了燃烧工况的研究，提出了燃烧优化措施。本文为了研究比色方法在火焰图像中的应用过程中产生的误差，先期通过火焰光谱实验，对火焰燃烧过程中光谱分布和特征谱线进行了实验和分析。光谱实验结果表明在可见光光谱，特别是红光波段存在比较明显的特征谱线(特别是钾离子)，火焰辐射在可见光波段并不能完全被认为是灰体辐射，火焰图像测量诊断温度场不能采用红光波段进行比色测温。基于以上可见光光谱分析，通过对火焰图像的采集、辐射能与温度场之间的关系以及图像测温进行了研究；采用绿蓝波段对等离子实验台获取的火焰图像诊断温度场进行了测量计算，并对单色辐射方程进行了改进。并通过图像处理技术对视频监控进行了可视化研究，创新采用了二次成像技术得到了满意的效果，研究认为火焰图像比色测温是比较精确的大面积温度测量的手段，炉膛内温度场比较平滑、温度梯度较小。基于火焰温度场实验分析和光谱实验结论，我们创新性的采用了微波谐振腔创造了超高磁电场梯度形成的高温度梯度区域，并对此超高磁电场对燃烧过程的影响进行研究，研究认为超高磁电场温度梯度对于燃烧反应有良好的促进作用。