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计算机断层成像术(Computerized Tomography,CT)是20世纪无损检测技术发展的最重要成果。作为CT技术的基本算法,代数重建算法(AlgebraicReconstruction Technique,ART)相较于滤波反投影算法(Filter Back Projection,FBP),有原理简单、抗噪能力强和无需完全投影数据即可有效成像的优势。特别是在工业无损检测(Industrial Computerized Tomography,ICT)中,从几毫米厚的金属片到结构复杂的巨型发动机,ICT一方面要求成像保持高空间分辨率,另一方面要求探测过程保持较低难度和成本。ART的成像特性比较符合以上特点。但是传统ART算法运算量、存储量大,重建速度缓慢以及无法用硬件实现的缺点,限制了其在工业、医学等应用领域的发展。非接触式燃烧火焰温度场测量是ART算法应用的一个新领域。这个燃烧学关键技术在应用领域特别是对电厂等拥有大型燃煤锅炉的单位有着重要意义。该技术主要利用工业电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)辅以数字图像处理系统,通过CCD获取的火焰图像重建出三维温度场切片,与CT具有相同的原理。本文的研究内容主要分为以下两点:(一)通过讨论影响ART算法重建速度和重建质量的主要因素,针对重建过程中投影系数计算消耗绝大部分重建时间的特点,提出一种快速计算投影系数的方法。该方法由射线出发,根据射线与网格相交的不同情况,分类快速求解投影系数。同时利用平行射束下射线的相关性与对称性,避免大量重复计算,缩短计算时间。文中选用了多个仿真实验进行验证。(二)在应用ART算法进行非接触式温度场测量的研究中,首先分析燃煤锅炉内辐射传递模型并将其适当简化为线性模型,进而提出在辐射投影线对称结构下简化投影系数计算并调整投影序列迭代顺序以加速ART算法。进一步的,在计算中采用上文改进ART算法重建截面温度场。通过仿真试验证明其有效及加速性。仿真试验结果是由Matlab环境下得到经过反复试验得到,相信对实际工业应用有一定参考价值。