在超声速、高超声速飞行器的气动热与热防护试验中,热流是很重要的测量参数之一。经过几十年的发展,现有热流测试方法主要有传感器测试技术和热图技术两大类。本文是在BOS技术以及BOS-WT技术的基础之上,首次提出BOS-HF(Background Oriented Schlieren-based Heat Flux,BOS-HF)测试技术,它是一种用于光学窗口表面热流测量的新方法。BOS本身是一种流动显示技术,利用光线穿过变折射率场就会发生偏折的折射原理,运用数字图像的互相关算法对有、无流场干扰两种情况下的背景图像进行分析计算,得到光线的偏折位移。本文提出的BOS-HF测试新方法,其核心思想是构建BOS背景图像位移和光学窗口表面热流之间的定量关系,从而实现了光学窗口表面热流的非接触、高精度测量。首先从理论上对这一新方法进行了充分论证,建立合理的光学窗口传热模型,论证了BOS-HF系统进行模型表面热流测量是可行的,并搭建了BOS-HF测试新系统的硬件测试平台。为了对本文所提出的BOS-HF测试新方法理论进行验证,对截面尺寸为120mm×200mm厚度为15mm的光学窗口模型和后台阶模型分别进行了一系列的试验研究。对光学窗口模型分别采用纹影技术和BOS-HF测试技术进行试验研究,对后台阶模型分别采用了传感器热流测试系统和BOS-HF测试系统进行试验研究,对试验结果进行对比分析可知,应用BOS-HF新方法进行模型表面热流测量是可行的,而且具有很好的发展前景。