航空发动机的工作条件极为苛刻，通常包括高温、高压、并伴随着高负荷、高转速剧烈振动，是涉及多学科的综合性系统工程，因此造成了巨大的设计与制造难度。随着发动机向高推重比、高涵道比、高涡轮进口温度方向发展，发动机热端部件的工作温度越来越高，发动机的机体表面温度在50~600℃之间，而燃烧室中的燃气温度已超过1650℃。众所周知，确定被检对象在实际运行过程中热变化程度和异常过热，往往是判断其可靠性和实际工作性能的重要依据。发动机的各部组件在设计与制造过程中，长时间运行测试，在不同的极端高温、高压环境中工作存在易燃易爆的危险，因此，对生产过程中的设备的检测与监测是非常必要的，可以提高航空发动机的使用寿命和确保不因局部过热故障引起事故，这对发动机工作时全面监测和及时告警的监控手段提出了更高的要求。
对于航空发动机热端的温度测量中，进排气温度、燃烧气体温度等温度测量是多种多样的，为了获得航空发动机探测温度场分布或局部温度，可将高温的测量方法分为接触式测温法和非接触式测温法两类。当热气流运动速度不是很高时，接触式测温法可以测量火焰的真实温度，目前国内外主要采用的方法是通过热电偶、示温漆等手段;非接触式测温方法分为两大类:一类是通过测量燃烧介质的热力学性质参数来求解温度;另一类是利用高温火焰的辐射特性通过光学法来测量温度场。非接触测温方法由于测温元件不与被测介质接触，不会破坏被测介质的温度场和流场，同时其测量上限不受材料介质的影响，因此可测诸如炉内工件、钢水等高温对象。近年来，随着技术的进步，红外箱射测温、晶体测温技术、双谱线测温技术和激光测温技术等非接触式测温技术取得了惊人的进展。
热电偶测温法
热电偶测温是一种接触法测温，它是由热电偶、补偿导线及二次测量仪表构成的。热电偶的原理是通过测量热电动势来实现测温的，由于组成闭合回路的导体两端材质不同，从而不同的电子密度产生电子扩散，因此回路中会有电流通过是由于有热电动势存在，其中温度差越大，电流越大。其热接点很薄，非常适用于动态测温及测量微小面积上的温度，响应时间迅速，同时不干扰附壁流场，不破坏零件表面结构。因此在发动机燃烧室、机匣、加力筒体、空气系统流路壁温测量中大量应用，也在涡轮盘、涡轮叶片的部件试验中用于测温。热电偶测温在发动机的恶劣工况下使用会受发动机振动和燃气烧蚀的作用而劣化损坏。又由于热电偶信号传输是有引线的，所以测量发动机内部壁温时测量改装量是很大的，测量发动机转动件壁温时需要引线器传输信号，其测试的成功率降低很多。
引线器测温示意图
接触式尾气采样检测方法示意图
示温漆
航空发动机试车实验中最重要的是测量发动机各个关键点的温度。示温漆是一种简便、快速、可靠而且非常经济的测温方法。示温漆会随温度变换而会改变自身颜色，又称为示温涂料、热敏涂料，它一般由颜料、填料和粘合剂组成，通过对颜色的标定来显示被测物体的温度场分布，示温漆颜色变化的原理非常复杂，主要取决于示温漆的成份性质，同时还受恒温时间、升温速度、环境气氛、漆膜厚度等影响。
多变色示温漆样板
示温漆测温技术不会对目标温度场产生干扰，不会对被测试件的工作状态和结构造成破坏，可用于各种恶劣环境下测量。示温漆分为可逆型和不可逆型。一般在发动机测温中，基本上都使用不可逆示温漆。对测量高温高速旋转构件和复杂构件的壁面温度以及显示大面积温度分布有独到之处，使用方便，成本较低。其缺点是:示温漆测量的是试验中的最高温度，不是实时测量，并且受使用条件(加热速度、时间、环境污染等)影响较大，精度比一般测温方法要低一些。
试温漆测试
晶体测温
晶体测温技术源于前苏联，其原理是碳化硅晶体经核反应堆辐照后产生缺陷，此种缺陷在高温下可被恢复，将测温晶体埋设或粘贴于被测物表面，当被测物达到待测温度时，测温晶体也达到同样温度，晶体因为受热其晶格缺陷进行复原，利用X射线衍射仪测量晶体的X射线衍射参数，并对比事先标定好了的标准曲线，可知待测物体的最高经历温度。
晶体测温技术具有微尺寸、微重量、无引线、测温上限高、精度高的特点，可应用于发动机高温转动体和封闭结构系统的壁温测量，如涡轮转子叶片的壁温测量。
红外测温技术
利用红外技术对物体进行测温的方法是用红外测温设备采集物体产生的辐射，将其转换为电信号后，再根据标定值进一步转换为温度数据，根据被测物体的温度变化范围，选用合适的红外探测器，可以应用于不同的测量场合。目前国外已经开始利用红外技术对发动机进行温度监控。
发动机红外成像及温度场分布示意图
红外测温分为红外辐射法和红外热像仪法，红外测温技术是获取来自物体自身的红外辐射，将该辐射转化为可以电信号的测量过程。目前，红外测温技术已发展到可对有热变化表面进行扫描测温，可确定其温度图像，迅速检测出隐藏的温差，这就是红外热像仪。红外热像仪最早是应用在军事上，它属于非接触式测量技术，具有测温面积大、测温效率高、温度分辨率高、动态实时性好、可采用多种显示方法等优点。红外热像仪可用于对航空发动机试车时的各部位的温度场、辐射特征的成像探测，并将视频信息送至后级处理模块。目前国外已开发出具有强大分析能力的红外热像仪产品较多，如美国FLIR公司的的Thermovision系列红外测温仪。
红外辐射法可以测量固体助推器的喷口火焰温度，将4支不调焦光电高温计对准距喷管出口30mm的目标，测得了羽焰亮温随时间变化曲线，再通过加卤钨灯作附加光源来探求羽焰的吸收率，由发射率等于吸收率来确定羽焰真温，但该方法存在有较大误差。
红外测温仪受发射率影响大。发射率受物体温度、加工状况、表面光洁度、氧化程度以及脏污状况等多种因素影响，同时因为属于光学测温，也受燃气、水汽和灰尘的影响，所以实际测量中的测量误差是比较大的。
美国FLIR公司的红外测温仪及所拍热图
光纤测温
光纤测温是最近发展起来的新型测温方法，光纤温度传感器的主要特征是有一个带光纤的测温探头。光纤测温的优点是测温范围宽、灵敏度高、电磁绝缘性好、耐腐蚀、对被测场的影响小。在发动机壁温测量中最有发展前景的是蓝宝石辐射光纤测温、红外光纤测温和光纤光栅测温。其中包括蓝宝石辐射光纤测温、红外光纤测温、光纤光栅测温。
蓝宝石辐射光纤测温的传感器是在一根蓝宝石裸光纤的前端镀上一层耐高温的金属铂薄膜，外面包上一层A12O3保护层。该种结构形成一个小的黑体空腔，测量时空腔与被测物体接触，形成黑体辐射，由蓝宝石光纤接收并传输，可以用来测量发动机涡轮叶片的温度。红外光纤测温是一种传光型测温方法，发动机部件的辐射，通过红外光纤传输到光电转化器，再测量其光强，按照斯忒藩-玻尔兹曼定律就可以测量物体表面的温度。光纤光栅温度传感器除了具有普通光纤温度传感器的许多优点外，还有一些明显优于其他光纤温度传感器的地方，其中最重要的就是它的传感信号为波长调制。这一传感机制的好处在于能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个布喇格光栅进行分布式温度测量。
光纤光栅结构及其反射原理图
接触式测温方法主要利用测量设备的某种特性随着温度的变换产生响应的输出进行测量，这种测量方法的突出优点在于可以深入到被测物体中，并能直观的反应出被测物体的实际温度，操作简单，成本较低，测温精度较高，因此在目前国内外航空发动机的热端部件温度监测中普遍使用。但其突出的缺点是属于单点测温，难以给出较为直观的瞬时温度场分布，且动态特性差，响应速度慢，动温补偿困难，干扰目标温度场且测温上限受材料限制，测得的只是偶头周围火焰气体的滞止温度，不适用于温度快速变化的物体，无法对航空发动机整个热端部件温度场进行检测，特别是尾气部分的测温要求更是难以达到。所以无法对整个发动机外部及尾流火焰的温度场进行实时检测。
非接触式测量方法一般是利用被测物体的温度对周边某种场造成的变换进行测量，例如超声波测量是利用不同温度下，声波的传播速度不同进行测量，而红外热成像测温是利用被测物体产生的福射转换为电信号进行测量。以红外热成像测温为代表的这类测量方法动态响应高，在一定情况下可以保证动态范围较宽、高精度的测量，同时可以对被测物体的整个温度分布进行直观的显示，但也存在缺点，例如测量设备制造复杂，测量精度易受到各种误差的影响，若需高精度测量，还必须对该设备进行温度标定，对测量结果补偿。
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