摘 要 為了測(cè)量爆炸場(chǎng)火球內(nèi)部溫度的動(dòng)態(tài)變化，設(shè)計(jì)了一種基于比色測(cè)溫的內(nèi)窺式溫度測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)搭建機(jī)械準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，精確采集火球內(nèi)部確定位置的光譜輻射能量。結(jié)合輻射光譜強(qiáng)度曲線，通過(guò)分析探測(cè)器波長(zhǎng)靈敏度與輻射光譜強(qiáng)度的關(guān)系，選取多組雙波段進(jìn)行仿真，最后選擇810 nm與940 nm波段的曲線。爆炸過(guò)程迅速，輻射能量急劇增大，為了保證測(cè)量系統(tǒng)信號(hào)不飽和，借助動(dòng)態(tài)增益模塊實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍的溫度測(cè)量。測(cè)溫系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度解算與標(biāo)定結(jié)果相比，相對(duì)誤差小于5%，室外實(shí)驗(yàn)測(cè)量爆炸火球溫度范圍為1 500～2 700 ℃，為研究瞬態(tài)爆炸火球內(nèi)部溫度規(guī)律提供了一種新型的技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞 比色測(cè)溫 爆炸溫度場(chǎng) 爆炸火球 瞬態(tài)高溫

中圖分類(lèi)號(hào) TH811.1"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A"" 文章編號(hào) 1000 3932（2025）01 0026 06

溫度測(cè)量技術(shù)在國(guó)防、軍事、科研以及工業(yè)領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色，特別是在軍事領(lǐng)域，依靠高溫對(duì)敵人造成毀滅性打擊是許多炸彈的主要功能之一。因此，對(duì)爆炸產(chǎn)生的溫度場(chǎng)進(jìn)行精確測(cè)量，不僅能夠評(píng)估炸彈的熱毀傷性能，還能夠揭示其能量釋放的規(guī)律，這對(duì)于炸藥、粉塵和氣體的爆炸溫度測(cè)量研究具有極其重要的意義［1～3］。

目前測(cè)量瞬態(tài)爆轟溫度的方法主要有接觸式與非接觸式兩種測(cè)量方法。在接觸式測(cè)溫方式的研究中，2021年麥吉爾大學(xué)聯(lián)合英國(guó)皇家軍事學(xué)院化學(xué)與化工工程系利用熱電偶對(duì)金屬化炸藥爆炸火球進(jìn)行溫度測(cè)量，測(cè)量得出爆炸火球中的氣體與燃燒粒子的溫度分別高達(dá)1 800 K和

2 700 K［4］。德黑蘭大學(xué)的科研人員研究了一種接觸式光纖探頭，測(cè)量了Detasheet C炸藥爆炸火球內(nèi)部的溫度［5］。然而，采用接觸式測(cè)溫時(shí)，需要與被測(cè)物體接觸，爆炸火球溫度快速升高，熱電偶與光纖探頭等測(cè)溫方式響應(yīng)速度慢，測(cè)量準(zhǔn)確度較差，惡劣環(huán)境易對(duì)測(cè)量設(shè)備造成損壞，不能滿足瞬態(tài)高溫的測(cè)量要求。相較于接觸式測(cè)溫方法，非接觸式測(cè)溫方法以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，有效克服了接觸式方法的局限性。比色測(cè)溫法以其高精度、對(duì)發(fā)射率影響的低敏感性、強(qiáng)大的抗環(huán)境干擾能力以及較快的響應(yīng)速度脫穎而出。這種方法顯著降低了火藥燃燒產(chǎn)物對(duì)測(cè)量結(jié)果的潛在干擾，尤其在惡劣測(cè)試環(huán)境下展現(xiàn)出了較強(qiáng)的有效性［6，7］。LEWIS W K和RUMCHIK C G利用原子光譜法測(cè)得RDX爆炸火球溫度，通過(guò)發(fā)射光譜測(cè)得火球表面溫度為3 000 K［8］。ADUEV B P等利用光譜測(cè)溫法描述了含有鐵納米顆粒的PETN炸藥爆炸的熱性質(zhì)，測(cè)得爆炸溫度為3 300～3 500 K［9］。WANG L Y等提出一種紅外熱成像測(cè)溫的補(bǔ)償方法，并對(duì)紅外熱像儀測(cè)量爆炸火球溫度進(jìn)行了補(bǔ)償和校正［10］。

針對(duì)上述爆炸場(chǎng)瞬態(tài)測(cè)溫存在的問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了一種基于比色測(cè)溫的低功耗爆炸場(chǎng)火球溫度測(cè)量系統(tǒng)，運(yùn)用比色測(cè)溫法，給出了最優(yōu)波段的選取方法，同時(shí)給出實(shí)際過(guò)程中的標(biāo)定和誤差分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸場(chǎng)火球溫度的測(cè)量，對(duì)武器工作性能評(píng)估與升級(jí)具有重要意義。

1 比色測(cè)溫原理

輻射測(cè)溫定律是黑體的光譜輻射強(qiáng)度分布，由普朗克定律給出，即：

M′（λ，T）=（1）

式中 C——第一輻射常數(shù)，3.741832×10-16W·m2；

C——第二輻射常數(shù)，1.438786×10-2m·K；

M′——單一方向黑體的光譜輻射出射度，W·m-2·m-1；

T——物體溫度，K；

λ——單一固定波長(zhǎng)，μm；

ε（λ）——單一波長(zhǎng)發(fā)射率。

根據(jù)普朗克定律，在不同波長(zhǎng)λ和λ下對(duì)同一溫度T進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)光電傳感器將輻射轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)U和U，測(cè)量結(jié)果之比R隨著溫度的變化關(guān)系為：

R===（2）

當(dāng)溫度較高時(shí)可用維恩公式替代普朗克公式，在兩個(gè)波長(zhǎng)λ和λ下，同時(shí)測(cè)量由同一物體相同位置發(fā)射出的光譜輻射出射度M′和M′，根據(jù)兩者的比值可推導(dǎo)出該位置的溫度，公式為：

T=（3）

然而對(duì)于實(shí)際物體需要考慮其發(fā)射率ε（λ）。當(dāng)λ和λ接近時(shí)，ε（λ）/ε（λ）約為1，則式（3）可簡(jiǎn)化為：

T=（4）

根據(jù)能量隨溫度變化的非線性關(guān)系可以確定：隨著溫度升高，輻射強(qiáng)度不斷增大，在輻射強(qiáng)度達(dá)到最大值時(shí)，R值也到達(dá)最大值，即為視場(chǎng)光路的最高溫度，因此可以使用比色測(cè)溫來(lái)進(jìn)行爆炸瞬態(tài)高溫的測(cè)量。

2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建

測(cè)量系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由光電探測(cè)器模塊、信號(hào)采集存儲(chǔ)與控制模塊、準(zhǔn)直器、固定支架及計(jì)算機(jī)等各部分組成。

在構(gòu)建溫度測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，確保采集裝置精確捕捉來(lái)自特定區(qū)域的輻射能量至關(guān)重要。為此，本研究在采集系統(tǒng)中集成了一個(gè)黑腔，用以屏蔽遠(yuǎn)距離輻射對(duì)目標(biāo)區(qū)域的干擾。黑腔與采集設(shè)備之間的距離設(shè)定為1 m，這一距離既保證了在爆炸物噴撒過(guò)程中能夠覆蓋光取樣窗口，也有效減少了外部輻射對(duì)采集區(qū)域的影響。為了進(jìn)一步提升采集精度，將探測(cè)器置于準(zhǔn)直器內(nèi)，通過(guò)準(zhǔn)直器的引導(dǎo)，確保輻射能量?jī)H來(lái)源于預(yù)定的特定位置。準(zhǔn)直器由前后兩部分組成，通光孔徑為

10 mm，兩者之間設(shè)有4 cm的間隔，用以安裝防護(hù)玻璃。這種設(shè)計(jì)不僅確保了采集設(shè)備在爆炸沖擊下的安全，也為設(shè)備的穩(wěn)定性提供了保障。考慮到爆炸環(huán)境的多變性和炸藥種類(lèi)的多樣性，在探測(cè)器與防護(hù)玻璃之間引入了可調(diào)節(jié)的取樣光圈。通過(guò)改變墊片的孔徑，能夠調(diào)節(jié)探測(cè)器接收到的輻射能量，從而避免在火球內(nèi)部進(jìn)行光信號(hào)采樣時(shí)，由于中心輻射強(qiáng)度過(guò)高而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)采集飽和。在爆炸實(shí)驗(yàn)前，對(duì)測(cè)試節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了精心安裝。針對(duì)高溫、高壓和強(qiáng)沖擊的特殊環(huán)境條件，所有固定支架均采用耐高溫和防沖擊材料設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的可靠性和耐用性。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的布局如圖2所示。

為確保在爆炸場(chǎng)中進(jìn)行精確的溫度測(cè)量，將系統(tǒng)測(cè)試模塊安置于一個(gè)矩形保護(hù)器內(nèi)。利用耐高溫、防沖擊的支架固定測(cè)試節(jié)點(diǎn)，這一設(shè)計(jì)有效避免了在爆炸發(fā)生時(shí)節(jié)點(diǎn)的搖晃，從而確保探測(cè)器捕獲的光源始終來(lái)源于同一位置。這種穩(wěn)固的安裝方式顯著提高了溫度測(cè)量的可靠性。測(cè)試節(jié)點(diǎn)通過(guò)圓形直管進(jìn)行連接，采用RS 485通信線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。這種連接方式不僅支持單節(jié)點(diǎn)操作，還能夠?qū)崿F(xiàn)多節(jié)點(diǎn)的協(xié)同測(cè)量，提供了靈活多樣的測(cè)量方案。此外，還增加了三角支架，將其放置于正對(duì)爆炸中心的位置，以進(jìn)一步保護(hù)設(shè)備免受損害。

2.2 最優(yōu)波長(zhǎng)選擇

比色測(cè)溫技術(shù)的核心在于精準(zhǔn)地選取兩個(gè)特定的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)的選擇受多種因素影響，包括但不限于發(fā)射率和所需的測(cè)溫范圍。通過(guò)精心挑選兩個(gè)相近的波長(zhǎng)，可以確保發(fā)光源在這兩個(gè)波段的發(fā)射率盡可能一致，從而顯著降低發(fā)射率對(duì)測(cè)溫精度的潛在影響。為了使測(cè)量系統(tǒng)能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行精確測(cè)量，依據(jù)黑體輻射的普朗克定律，選取500～2 000 nm波段，針對(duì)1 000～3 000 K的溫度區(qū)間進(jìn)行仿真，選擇合適的峰值波長(zhǎng)。普朗克曲線如圖3所示。

黑體輻射出射度M′的峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)都在1 000 nm左右，隨著溫度的升高，越靠近1 000 nm。經(jīng)查閱諸多文獻(xiàn)，爆炸場(chǎng)火球溫度能夠達(dá)到2 500 K甚至更高，考慮噪聲的影響和光電二極管的靈敏度，為了增大信噪比，應(yīng)該選擇黑體輻射出射度最大值對(duì)應(yīng)的波段。為增強(qiáng)測(cè)溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免較小的擾動(dòng)和噪聲引起結(jié)果的劇增，光電二極管在1 000 nm左右波長(zhǎng)段應(yīng)該有較穩(wěn)定的靈敏度，靈敏度越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。爆炸反應(yīng)迅速，探測(cè)器輸出電壓會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)突變，為了確保探測(cè)電路能夠采集到準(zhǔn)確的輻射能量信號(hào)，需要光電探測(cè)器具有較快的響應(yīng)速度。

本設(shè)計(jì)選用的探測(cè)器是LSSPD 2.5型硅光電二極管，該型號(hào)的二極管具有高可靠性、較快的響應(yīng)速度、低功耗及低暗電流等特性，適合用作本設(shè)計(jì)的光電探測(cè)器。為了保證測(cè)量系統(tǒng)能夠得到更準(zhǔn)確的爆炸火球溫度，選取合適的波長(zhǎng)尤為重要。該二極管的靈敏度隨著波長(zhǎng)的增大逐漸增大。不同波長(zhǎng)在不同溫度下的靈敏度會(huì)有差異，隨著溫度的升高，雙波長(zhǎng)的靈敏度差異會(huì)導(dǎo)致輸出電壓誤差增大，光電二極管靈敏度曲線如圖4所示。

為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，探測(cè)器在800～850 nm與900～950 nm波長(zhǎng)段具備穩(wěn)定的靈敏度，選擇該波段的波長(zhǎng)可以確保輸出電壓穩(wěn)定，結(jié)合光電二極管靈敏度曲線和普朗克定律，當(dāng)探測(cè)器雙通道參數(shù)嚴(yán)格遵循單一變量，在透光率、通光孔徑及增益電阻等參數(shù)一致的情況下，分別選取750 nm和810 nm，810 nm和850 nm，850 nm和940 nm，810 nm和940 nm4組波段在不同溫度下進(jìn)行仿真，可得到雙波段的比值R在不同溫度下的關(guān)系如圖5所示。

為了保證探測(cè)溫度結(jié)果的準(zhǔn)確性，希望雙波段比值能夠隨著溫度的變化明顯增大，在相同的溫度范圍內(nèi)，R的動(dòng)態(tài)范圍變化越明顯，越能體現(xiàn)溫度的變化過(guò)程，因此選取雙波段波長(zhǎng)為λ=

810 nm和λ=940 nm更適合。

3 系統(tǒng)性能測(cè)試

3.1 動(dòng)態(tài)增益調(diào)節(jié)測(cè)試

二極管負(fù)責(zé)將捕獲的輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，隨后該電流通過(guò)跨阻放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。當(dāng)環(huán)境溫度持續(xù)上升，探測(cè)器的輸出電壓可能迅速達(dá)到飽和，會(huì)影響系統(tǒng)采集電壓的準(zhǔn)確性。為了避免這一問(wèn)題，通過(guò)增加模擬開(kāi)關(guān)電路來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整增益。該設(shè)計(jì)能夠根據(jù)輻射強(qiáng)度的不同，自動(dòng)調(diào)節(jié)增益，從而擴(kuò)展采集系統(tǒng)的溫度測(cè)量范圍。為了驗(yàn)證動(dòng)態(tài)增益調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能，利用黑體爐實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了一系列的標(biāo)定與測(cè)試，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)溫度升至1 000 ℃時(shí)，940 nm通道的探測(cè)器輸出電壓為3.238 V，隨著溫度的進(jìn)一步升高，探測(cè)器的輸出電流相應(yīng)增加，存在達(dá)到飽和值的風(fēng)險(xiǎn)，這可能導(dǎo)致輸出信號(hào)失真。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，系統(tǒng)配備了自動(dòng)增益調(diào)節(jié)功能。當(dāng)輸出電壓瀕臨飽和閾值時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)，通過(guò)調(diào)整增益來(lái)優(yōu)化信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，在溫度分別達(dá)到1 300 ℃和2 000 ℃時(shí)，增益調(diào)節(jié)機(jī)制均被觸發(fā)，有效控制輸出信號(hào)，防止其超出飽和范圍。系統(tǒng)內(nèi)嵌的增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電路能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)2 500倍的電壓縮小，顯著擴(kuò)展了溫度測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍，從而提升了測(cè)量系統(tǒng)的適用性和精確度。

圖6為測(cè)溫系統(tǒng)在黑體爐1 000～3 000 ℃之間選取多溫度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的標(biāo)定擬合理論曲線與實(shí)測(cè)標(biāo)定比值對(duì)比圖，可以校驗(yàn)標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。擬合曲線的變化趨勢(shì)趨近810 nm與940 nm的雙波段比值曲線，具備明顯的單調(diào)性，為研究爆炸場(chǎng)火球內(nèi)部溫度動(dòng)態(tài)變化奠定了一定基礎(chǔ)。

表2中列出的具體數(shù)據(jù)清晰地展示了比色測(cè)溫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)量程內(nèi)進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，雙波段電壓比值能夠隨著溫度的變化明顯增大，并且精度優(yōu)于5%。這一結(jié)果不僅彰顯了系統(tǒng)在溫度測(cè)量方面的準(zhǔn)確性，而且滿足了爆炸場(chǎng)火球溫度測(cè)量的精度要求，證明了該系統(tǒng)在高溫環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)中的適用性和可靠性。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，采用經(jīng)過(guò)精確標(biāo)定的測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)爆炸場(chǎng)火球的溫度進(jìn)行了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)中使用了30 kg的炸藥進(jìn)行裝填，成功引爆后形成了一個(gè)直徑約20 m的爆炸火球。鑒于系統(tǒng)設(shè)備需在極端條件下穩(wěn)定運(yùn)行，特別將測(cè)溫系統(tǒng)布置在爆炸火球的覆蓋范圍內(nèi)，具體位置為距離爆炸中心4.5 m處。為精確捕獲爆炸火球的輻射能量，設(shè)備被架設(shè)在離地面0.8 m高度的位置，以保證光取樣窗口能夠被爆炸火球包裹，同時(shí)確保設(shè)備的光取樣窗口背向太陽(yáng)，以規(guī)避直射日光引起的誤觸發(fā)，確保測(cè)溫過(guò)程的準(zhǔn)確性和設(shè)備的安全，同時(shí)減少直射日光的輻射信號(hào)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的干擾。

圖7清晰地展示了測(cè)溫設(shè)備在爆炸場(chǎng)火球內(nèi)部捕獲的雙通道電壓響應(yīng)曲線。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的細(xì)致分析，計(jì)算出了探測(cè)器輸出電壓的比值R。利用之前標(biāo)定過(guò)程中得到的理論和解算公式，將這一比值轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)。相應(yīng)的溫度響應(yīng)變化曲線在圖8中得到了直觀的呈現(xiàn)，它不僅證實(shí)了比色測(cè)溫系統(tǒng)的響應(yīng)能力，同時(shí)也表明了動(dòng)態(tài)增益系統(tǒng)能夠確保采集電壓低于飽和值，并且展示了其在極端條件下測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性。

由圖8可知，爆炸場(chǎng)火球區(qū)域的最高溫度達(dá)到了2 622.2 ℃，并且高溫狀態(tài)持續(xù)了超過(guò)40 ms。爆炸火球的溫度在20 ms內(nèi)迅速升至峰值，隨后便急劇下降?；鹎騼?nèi)部進(jìn)行的溫度測(cè)量表明，探測(cè)器輸出的電壓變化總體上呈現(xiàn)出平滑上升的趨勢(shì)。但在個(gè)別點(diǎn)，電壓比值出現(xiàn)了波動(dòng)。經(jīng)過(guò)深入分析，認(rèn)為這可能是由于爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的破片對(duì)探測(cè)器的通光孔造成了部分遮擋，從而導(dǎo)致兩個(gè)通道接收到的輻射強(qiáng)度出現(xiàn)了差異。此外，在溫度迅速上升時(shí)，探測(cè)器輸出的電壓迅速接近飽和值，此時(shí)動(dòng)態(tài)增益調(diào)節(jié)系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可能導(dǎo)致輸出電壓短暫不穩(wěn)定，進(jìn)而引起比值的波動(dòng)。盡管存在這些波動(dòng)，從溫度響應(yīng)曲線中可以看到，在爆炸發(fā)生后，爆炸云團(tuán)的最高溫度仍然趨于穩(wěn)定。這一現(xiàn)象表明，爆炸后形成的云團(tuán)具有相對(duì)穩(wěn)定的高溫毀傷特性，對(duì)于評(píng)估爆炸事件的熱效應(yīng)具有重要意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

以比色測(cè)溫技術(shù)為核心，構(gòu)建了一套針對(duì)爆炸場(chǎng)火球內(nèi)部確定位置的溫度測(cè)量系統(tǒng)。依據(jù)精確的技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)并搭建了光學(xué)電路，并精心選取了適宜的波長(zhǎng)以優(yōu)化測(cè)量效果。為了拓寬測(cè)量范圍，采用了動(dòng)態(tài)增益調(diào)節(jié)控制技術(shù)。通過(guò)黑體爐實(shí)驗(yàn)，評(píng)估了增益調(diào)節(jié)對(duì)測(cè)量結(jié)果的具體影響，并完成了比色測(cè)溫設(shè)備的精確標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證了測(cè)溫儀器的誤差控制在指標(biāo)要求之內(nèi)，確保了測(cè)量精度優(yōu)于5%。進(jìn)一步，在實(shí)地進(jìn)行了爆炸場(chǎng)的溫度動(dòng)態(tài)測(cè)試，成功捕獲了轟爆區(qū)域儀器采集的電壓隨時(shí)間變化的響應(yīng)曲線。通過(guò)定制的程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳盡分析，建立了輸出電壓比值與溫度之間的準(zhǔn)確關(guān)系，為爆炸場(chǎng)火球內(nèi)部確定位置的溫度測(cè)量提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為單一測(cè)量節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，后續(xù)實(shí)驗(yàn)可增加多節(jié)點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)同步技術(shù)可以獲取爆炸場(chǎng)內(nèi)部火球的溫度分布，為爆炸場(chǎng)溫度測(cè)量提供新的方法。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2024-07-24，修回日期：2024-12-31）

The Endoscopic Temperature measuring Technology for Explosion

Fireballs Based on Colorimetric Temperature Measurement

TIAN Qi sen， ZHANG Pi zhuang， ZHAO Yi， ZHAO Min， DOU Xin

（Shanxi Provincial Key Laboratory of Information Detection and Processing， North University of China）

Abstract"" For purpose of measuring dynamic change of the temperature inside fireballs in explosion fields， an endoscope temperature measuring system based on colorimetric temperature measurement was designed. Through building a mechanical collimating optical system， the spectral radiation energy within the fireball was accurately collected. In addition， through combined with the radiation spectral intensity curve， analyzing the relationship between detector’s wavelength sensitivity and the radiation spectral intensity， multiple sets of dual bands were selected for the simulation and finally， the curves of 810 nm and 940 nm bands were selected. Considering the fact that the rapid explosion process increases the radiation energy sharply and with a view to ensuring signal of the measurement system not saturated， the dynamic gain module was used to realize the temperature measurement with wide dynamic range. Compared with the calibration results shows that， the relative error can be less than 5%， and the temperature range of the explosion fireball measured by the outdoor experiment ranges from 1 500 ℃ to 2 700 ℃， which provides a new technical means for studying the internal temperature law of the transient explosion fireball.

Key words"" colorimetric temperature measurement， explosion temperature field， explosive fireball， transient high temperature