辐射测温法以其许多优点在诸多领域得到了广泛应用,它能够对于快速移动的目标,温度较高目标以及其他用传统测温法不可能精确测量的情形,进行较精确的测温。本文从理论上研究了辐射测温的意义,原理和方法,并探讨了利用钽酸锂热释电探测器实现的辐射测温系统的优化设计方案。主要内容如下： 详细的阐述了辐射测温的基本原理,其中包括辐射度量学的基本理论和黑体辐射定律,引入物体发射率的物理量并建立起辐射测温的物理基础。对不同辐射测温方法如,全辐射测温法、亮度测温法、双波长测温法以及多光谱测温法等原理和特性加以介绍。 基于基尔霍夫定律,利用半导体激光器InGaAs/I及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化实时测温系统,该系统主要由光学发射与接收系统、信号放大与处理系统和显示系统三部分组成。本文详细介绍了该系统的仪器结构和工作原理。基于系统温度分辨力的要求,对光学系统的相对孔径及选频放大器的带宽进行了优化设计；按照水冷遮蔽板的尺寸(H/R之值)及其放置位置对测温精度的影响,讨论了水冷遮蔽板的H/R之值,并由此分析了系统的抗干扰能力及测温精度。通过对A/D转换器件的分辨率对系统测温精度的影响及对V(T)-T曲线温度灵敏度制约的研究,确定了系统应选用16位的A/D转换器件。 基于基尔霍夫定律,重点讨论利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化的双波长、高精度光纤测温系统的优化设计方案,该系统的工作波长分别为2.1μm和2.3μm。在不同的测温条件下(温度,波长,表面粗糙程度)和不同的材料,对于发射率对测温精度的影响进行了分析计算,本文通过拟合几种不同物质的ε(T)-T曲线,对于背景辐射噪声和发射率对测温精度的影响进行研究。结果表明待测表面发射率的变化和周围环境的辐射噪声是影响辐射测温精度的主要问题,尤其低发射率的材料,如金属,由反射辐射产生的测温误差较大。因此,为提高测精度,需要对较低发射率和较低测量温度的测量结果予以校正.本文提出若干能够有效抑制反射辐射噪声的措施,对于抑制背景反射辐射干扰,提高测温精度可达到较为理想效果。