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研究和控制燃烧过程是能源工程中的一个核心内容，为了合理的设计燃烧系统以提高燃烧效率、节能并有效控制污染气体排放，迫切需要对燃烧流场的流体力学、传热、化学反应和其它物化过程进行深入研究。光学计算层析技术(Optical ComputerizedTomography，OCT)是一种将光学测量方法和计算机层析技术(CT)相结合的流场诊断技术，具有非接触和全场测量等优点，能够对燃烧场的关键参数进行三维定量测量。其中，莫尔层析技术具有光路简单、抗干扰能力强等优点，更适合于恶劣环境下的燃烧场诊断。 在莫尔层析技术的研究中，对所获得的多方向投影数据进行精确的投影相位提取，是影响三维层析重建精度的关键因素之一。本文的主要工作是针对基于正交光栅的莫尔体层析光路的投影相位提取问题展开研究，包含以下几个方面: 1.对引入了缩束光路和不等焦距4-f系统的正交光栅莫尔体层析光路，通过标量衍射理论，分析了莫尔条纹的形成过程及不同频谱的莫尔条纹图之间的空间相移特性。根据分析发现，其中的四个频谱之间在x和y两个正交方向存在稳定的相移关系，可以通过空间相移方法来实现对两个正交方向的剪切投影相位提取。 2.针对通过傅里叶方法进行相位提取时，需要手动选取频谱、提取效率低、主观性较大的问题，提出了自适应的频谱选取方法，实现了通过傅里叶方法的自动相位提取。 3.利用傅里叶变换中的相移定理，将第三片光栅放置在4-f系统的频谱面上，提出了基于角谱滤波的双正交光栅莫尔体层析空间相移光路。与已有的正交光栅莫尔体层析空间相移光路相比，该光路长度较短，所得的投影图没有高阶偏导项影响，相位提取的精度更高。在此基础上，提出了相应的四步相移算法。但是，该方法只能得到相位的正弦值，而非正切值，所以进一步的相位求解还有待研究。 4.在前述的基于角谱滤波的双正交光栅空间相移光路的基础上，提出了基于频域处理的空间相移方法，并研究了相应的相移图像之间的标定匹配算法。最后，以丙烷火焰为实验对象，对所得的莫尔条纹图进行处理，获得x和y两个正交方向的剪切相位信息，并利用莫尔体层析重建算法进行了丙烷火焰温度场的三维重建。