目前,在中间包钢水连续测温时,复合黑体空腔钢水连续测温传感器得到十分广泛的应用。传感器采用双套管的设计结构,这严重影响了传感器的响应速度和稳定性,内管会在高温下发生蠕变,而且经常插拔将发生热震,导致内管断裂,严重影响传感器使用寿命。改进方案就是截断内管封闭底端,但高温下,外管会产生遮挡光路的烟气,影响测温准确性,因此向腔体内吹入氮气,排除烟气颗粒。本文针对以上问题进行复合腔体内烟气颗粒流动特性的研究,分析传感器结构及操作参数对传感器排烟效果的影响,同时建立烟气颗粒浓度与测量温度之间的数学模型,研究颗粒对测温的干扰。主要研究内容如下：(1)复合腔体内部多场耦合模型的建立。本文首先分析了腔体内传热传质的特性,以及烟气颗粒动力学特性。修改并完善于腔体内温场、流场、浓度场模型的建立。(2)传感器结构及操作参数对腔体内烟气排出效果的影响。当氮气流量、内管长度、排气口、内管与外管之间的排气间隙、不同气体等条件发生改变时,研究传感器内部浓度场的变化,分析出传感器使用的最佳条件。结果显示：对传感器使用影响重要的有氮气流量、刚玉管距靶面的距离。从理论分析,刚玉管距靶面距离为390mm,氮气流量为1.5m3/h时,排烟效果最好。(3)建立腔体内部烟气浓度与测温之间的模型。通过仿真计算得出腔体内颗粒浓度,使用建立的模型计算出颗粒干扰后,理论上的温度值,并与实验数据比对,验证模型的准确性。结果显示：对不同条件下传感器使用情况进行仿真计算,并与实验数据比对后,偏差基本控制在20%以内。通过仿真研究所得到的结果可以用来指导复合黑体空腔传感器的实际使用。