温度场测量与重构反演技术的最新进展：综述

《IEEE Sensors Journal》：Recent Advances in Temperature Field Measurement and Reconstruction Inversion Techniques: A Review

　　摘要：温度场作为反映热物理过程的基本参数，其精确测量与全面重构至关重要，对于优化工业流程、诊断设备故障以及推进科学研究具有重要意义。本文系统回顾了温度场反演测量技术与重构算法的现状与未来趋势。介绍了广泛使用的温度场测量方法，包括热辐射测温、折射率测温、声学测温及热敏感介质测温。此外，将这些重构算法分为模型驱动、数据驱动以及物理数据融合方法，并对各类方法进行了概述。在此基础上，通过若干典型应用场景的案例研究，分析了这些技术与算法的选择策略及适用性。同时，本文讨论了该领域的关键挑战，并展望了未来的发展方向。随着先进传感技术与智能算法的深度融合，温度场测量与重构在精度、效率及适用性方面有望取得重大突破。I. 引言温度是国际单位制中七个基本物理量之一，其精确测量对于工业应用和科学研究都具有重要意义[1]、[2]。温度场定义为跨越空间与时间维度的温度分布集合，它综合反映了被测对象的热传导规律、能量分布特征以及动态演化过程。精确获取温度场分布不仅是揭示热物理现象本质的核心前提，也是工业流程优化、设备故障诊断以及前沿科学突破的重要支撑[3]、[4]。工业智能化的推进以及前沿科学对极端条件和高时空分辨率日益重视，对温度场测量的精度、量程和实时性能提出了更高要求，推动了测温技术从传统的单点测量向全面、多维、高精度的场测量演进[5]。早期的传统单点接触测温方法受限于测量滞后、对被测场产生干扰以及在极端环境下适应性差等局限性[6]。因此，基于不同物理机制的各类温度场测量技术逐渐成熟，为获取热信息提供了多样化且有效的途径[7]、[8]。