研究弹药爆炸时所产生火球温度对衡量弹药毁伤效能有重要的意义,通常会利用高温热电偶或红外热像仪对温度场进行测量。然而此类温度持续的时间短、温度变化剧烈、温度峰值高,红外热像仪较低的时间分辨率及热电偶较长的响应时间都令二者难以满足瞬态温度场的测量需求,同时此类温度场的产生一般都伴随着强烈的能量释放过程,测试环境复杂,容易对高温热电偶这类的接触式测温系统造成损伤,重复测量的能力相对较差。而高速成像技术具有时间分辨率高、远距离非接触测量等优势,适用于获取瞬态温度场的温度数据,且基于图像来获取温度的方法又具有温度测量上限高的特点,故本文据此开展了基于高速成像技术的瞬态温度场测试系统研究,为瞬态温度场特性的研究提供一种适用的测量系统。通过分析TNT及燃料空气炸药等常见炸药爆炸温度场特性,并依据辐射测温的基础理论,阐述了高速成像系统的测温原理,并据此开展了系统相关温度模型建立方法的研究。基于高速成像系统的测温原理,建立系统相关的理论模型,对基于高速成像技术的测温系统的标定方法进行了研究,利用标定获取的相关数据以及温度转换的理论模型,分别使用最小二乘法以及RBF神经网络建立实际的温度转换模型。并基于系统远距测量的特点,提出了距离误差的修正方法,并建立了适用于测试系统的距离修正模型。通过对测试环境及被测物的分析,对基于高速成像技术的瞬态温度场测试系统进行了设计。针对系统对温度图像预处理的要求,提出了基于中值的双边滤波方法,可以有效地抑制图像噪声并保留温度场边缘信息;提出了基于边缘信息的改进Otsu图像分割方法;可以较好地提取图像中有效的温度区域。利用Visual Studio和Open CV开发了测试系统软件,软件中包含了图像数据读取模块、图像噪声预处理模块、图像分割模块及温度场计算分析模块,可以实现瞬态温度场图像的自动预处理、温度场内每个像素点的温度计算、温度分布渲染显示及温度场数据统计分析等功能。利用本系统测量了乙炔火焰、白炽灯钨丝、TNT爆炸及温压弹爆炸的温度,并与热电偶和红外测温仪测试的结果进行比较。实验表明:本系统与热电偶在测量同一乙炔火焰温度时的测量偏差在6.47%左右;系统与红外测温仪相比,测量相同乙炔火焰温度、白炽灯钨丝温度以及TNT、温压弹爆炸瞬态温度场时的平均偏差在6.53%左右;并且对系统的不确定度进行了评定,得出其拓展相对标准不确定度为12.24%,验证了系统对瞬态温度场测量的准确性及实用性。