温度测量有接触式和非接触式。接触式测温具有稳定性良好等优点,但测温元件本身也会对测量带来干扰;当测量对象尺寸非常小时,这种干扰是无法忍受的;另外,在某些工作环境下,比如炼钢炉膛,接触式测温甚至是无法工作的。对于类似上述这些场合,非接触式测量则能够大显身手。本文选择研究非接触式测量方法中的激光干涉测量方法。研究中,采用高速电荷耦合元件(CCD)拍摄获取干涉条纹,利用傅里叶变换法计算轴对称透明介质的温度空间分布。空气温度改变后,其折射率也发生变化,光在该区域的速度也随之起变化;通过后,光的相位也会改变。本文采用Mach-Zehnder干涉实验装置,以蜡烛的轴对称火焰为测量对象,研究了根据干涉条纹提取光相位差空间分布的方法,进而计算该区域的温度场。相位差提取是根据轴对称性,对所获取干涉条纹图进行空间反解。具体包括对获得的平面干涉条纹进行傅里叶变换,获得对应的频域图像,然后对频域图像进行滤波和实施傅里叶逆变换,获得所谓包裹相位。对相位进行解包后,最终获得原始平面干涉条纹对应二维相位分布。该分布为光穿过火焰后相位变化的积分值;利用空间轴对称性,通过Abel逆变换,获得光沿途空气折射率的三维分布;根据折射率与温度的关系,最终得到测量区域的三维温度场。为验证上述结果,本文使用热电偶逐点实际测量了蜡烛火焰内的温度分布。通过对比热电偶和干涉法所获得的温度场,我们确信干涉条纹傅里叶分析法是有效的。在此计算过程中,准确提取相位是最为关键的。为了充分过滤掉噪音,本文选取了几种常见滤波方法。对比所得温度分布可知,采用理想滤波器后的误差最大,特别是在高温区,最大可达约37%;高斯滤波器次之,其误差最大可达18%;而采用余弦边界滤波器所获得误差最小,约7%,平均误差约4%;巴特沃斯滤波器的最大测量误差约10%,介于余弦边界滤波器与高斯滤波器的结果之间。另外,干涉图片与其频谱都是离散数字化的。在移频过程中,频谱不能连续移动而只能移动整数倍,因此给所算相位带来偏差。本文通过增加背景干涉条纹处理,预先算出这个偏差,然后修正相位,获得了满意结果。