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参与性介质(指具有吸收、发射和散射特征的介质[1])环境下高温物体表面温度辐射测量的准确性问题是普遍存在于金属冶炼、石油化工、航空航天、火灾消防、军事爆破等涉及高温燃烧过程的共性问题。由于参与性介质对辐射能的吸收、发射和散射,导致辐射测温的测量精度大大减弱。解决这类问题的关键在于理解参与性介质对辐射能传递的影响机理,明确参与性介质对辐射测温方法的影响规律,从而找出消除其干扰的有效方法。钢的连铸过程中,铸坯表面温度是十分重要的控制参数。目前铸坯表面温度的测量主要是采用非接触式辐射测温方法。但二冷区环境中大量的水蒸气、水雾、粉尘油污等参与性介质和铸坯表面间断分布的氧化铁皮和水膜,严重影响了连铸二冷区铸坯表面温度辐射测量方法的准确性和可靠性。为此,论文从参与性介质环境的辐射能传递机理出发,从理论计算、实验研究和工厂试验三个方面对水蒸气、水雾和氧化铁皮对铸坯表面温度辐射测量准确性的影响进行了研究,总结了水蒸气、水雾和氧化铁皮对单色和双色测温结果的影响规律。主要研究结果概括如下:（1）结合参与性介质的辐射能传递理论,建立了参与性介质环境下的表面辐射测温数学模型,对比验证了模型计算的准确性。该模型包含了三个子模型:介质辐射换热模型、介质辐射物性参数模型和单、双色辐射测温模型。应用该模型,分别采用统计窄谱带模型与全局、局部灰带近似方法和Mie散射理论求解获得了气体和粒子的辐射物性参数;应用离散坐标法和蒙特卡罗法求解介质辐射换热模型得到了空间辐射强度和热流分布;将热流代入辐射测温模型求解获得了理论测量温度。模型搭建了目标真实温度与辐射测量温度之间的桥梁,由目标真实温度求解该模型可获得理论辐射测量温度,同时也可由实际辐射测量温度迭代求解该模型得到修正目标温度。从介质辐射物性参数、空间热流分布和参与性介质下的理论辐射测量温度、修正目标温度方面,对比模型预测结果与文献中实验测量结果和理论计算结果验证了模型计算的准确性。（2）利用建立的辐射测温模型,定量分析了环境辐射和吸收性气体介质对全红外波段单、双色辐射测温准确性的单一和复合影响;剖析了测量误差产生的原因,解释了不同工作波段双色测温数据产生振荡行为的机理,提出了减少和消除环境辐射和气体介质影响的方法。研究发现:低温环境下,短波段的比色测温仪比单色测温仪能更有效地避开环境辐射的影响;高温环境温度和高温气体温度是影响辐射测温精度的主要因素;由于低温气体介质对辐射能的吸收,单色辐射测量温度低于真实温度,双色辐射测量温度可能高于或低于真实温度,取决于双色测温仪的工作波长;选择1.0μm、1.6μm、1.25μm和2.2μm附近的工作波段可有效地降低低浓度气体介质对辐射测温的影响;当测量距离较短时,单、双色测温误差随距离是线性变化的,这种变化趋势提供了一种消除测量误差的线性外推方法。这些结果可用于对实验现象的解释,有助于理解、认识和规避参与性介质的影响。（3）为减少或消除辐射测温环境中参与性介质的影响,提出了光谱能量衰减率θλ概念并基于普朗克定律和维恩定律研究确立了参与性介质环境下单、双色测温仪最优波长的选择标准CS和CD;对含有强光谱选择性的气体介质和强散射性的粒子介质的测量环境,仿真研究了标准的适用性。结果表明:CS值和CD值都能正确地反应单色和双色测温误差值;单色辐射测温仪的CS值或双色辐射测温仪的CD值越接近于零,表明它们的测量误差值越小,同时也意味着它们的工作波长越适合当下的工作环境。论文提出的辐射测温仪波长选择标准具有良好的科学价值和适用性,从而为参与性介质环境中更好地选择单、双色测温仪的工作波长提供了必要的依据。（4）模拟连铸二冷区环境构建了辐射测量高温物体表面温度的实验装置,进行了不同水雾介质厚度和不同目标温度下的辐射测温实验,结合热电偶测温,分析了表面氧化铁皮和水雾介质对单、双色辐射测温误差的影响规律。对含有单色（波段为0.75～1.1um或0.95～1.1um）和双色（波段为0.75～1.1um/0.95～1.1um）两种测温模式的辐射测温仪,当测温光路中存在水雾介质时,双色测温数据高于目标真实温度,单色测温数据低于目标真实温度,并且当水雾浓度发生变化时,双色测温数据的变化趋势和单色测温数据的变化趋势相反;由水雾介质造成的双色测温误差小于单色测温误差;随着水雾介质厚度的增加,双色测温值增加,单色测温值减少。由表面氧化铁皮引起的双色测温误差小于单色测温误差,且双色测温数据的变化趋势与单色测温数据的变化趋势相同。以上实验结果表明,双色测温模式比单色测温模式能更有效地克服水雾和氧化铁皮介质的影响;在水雾浓度未知的情况下,可从单、双色测温数据获得目标真实温度范围。（5）结合理论计算和实验研究结果,开发了抗水蒸气、水雾和水膜介质干扰的适用于连铸二冷区环境的表面温度在线测量系统;对比铸坯表面温度在线测量结果与在线凝固数学模型计算结果分析了测量结果的准确性;对比历史测温结果和计算测量温度值的波动方差和标准差说明了在线温度测量系统的稳定性。该系统采用了对水蒸气和水膜介质透过率大的1.0um附近的测温波段。铸坯表面温度在线测量结果显示,在拉坯方向,铸坯表面温度是平稳下降的,在铸坯宽度方向,矫直入口中心右偏500mm处表面温度往往比中心处表面温度要高;双色测温值高于单色测温值,并且双色测温值的变化趋势与单色测温值的变化趋势相同;双色测温值的波动小于单色测温值的波动,辐射测温值的波动大小与铸坯表面氧化铁皮厚度密切相关。分析了拉速等工艺参数对铸坯表面温度的影响,以指导生产过程中二冷水的分配。