近年来,微动力装置因其在诸多领域广泛的应用前景得到了迅猛的发展,而微型燃烧室作为微动力装置中最重要和最复杂的部分也引起了人们越来越多的重视,但是传统的测量手段在微尺度下受到极大的限制以至于近年来一直不能准确有效地对微尺度燃烧过程进行测量,这严重阻碍了对微燃烧室内复杂燃烧现象的深入探索。电容层析成像(ECT)技术能够提供在线连续的可视化测量,其非侵入、多点、响应速度快等优点对于解决微尺度燃烧研究中的众多难题有其独到的优势。本文运用ECT方法对微型燃烧室内火焰分布进行可视化测量,将火焰的检测扩展到多维空间,提供了一种新的微燃烧测量手段。主要完成了以下几方面工作：(1)概括总结了ECT图像重建算法的种类并对常用算法的特点和局限性进行了比较分析。探索了火焰的电学本质,分析火焰等离子体特性和在ECT外部交流激励下的介电特性,推导了火焰介电常数以及ECT系统被测电容值与火焰温度之间的关系,得出火焰温度越高,火焰介电常数越大以及被测电容值越大的结论。(2)采用光谱法对微管内的火焰信号进行了在线检测,通过对火焰信号的时频分析获得了火焰稳定燃烧的判据,最后通过对火焰强度比方差和火焰闪烁频率的分析得到了当量比在1到2之间变化时,火焰稳定性较好的结论,为合理的组织微燃烧提供了实验依据。(3)为满足高温环境条件,设计并制作了一款微小耐高温型ECT传感器,并对其对火焰的响应特性进行了测试。利用标定实验验证了火焰介电常数与火焰温度的关系。搭建了微燃烧可视化测量实验的实验台,实现了对微火焰的可视化测量,通过对ECT测量图像的分析,研究了微燃烧的不稳定性,其中不稳定燃烧阶段火焰图像波动明显,火焰区域面积不大且容易发生熄灭现象。(4)基于FLUENT计算平台,对微尺度燃烧室不同燃烧条件下的温度场、速度场及各组分浓度场进行了数值模拟,模拟结果显示,在壁面绝热情况下,燃烧室结构的变化、入口速度的大小均会对微燃烧的燃烧效率及稳定性造成影响；在壁面散热的情况下,散热对燃烧稳定性和燃烧效率有比较大的影响,选择富燃料燃烧气氛有助于燃烧的稳定。(5)将数值模拟结果与ECT在线监测结果进行了对比,结果显示,火焰分布图像具有一定的吻合性,印证了两种研究方法的可靠性,并说明ECT方法可有效地对微小尺度下的燃烧过程及火焰分布进行可视化测量。