黑体空腔传感器以其良好的测温精度和稳定性,在液体温度测量中具有广阔的发展前景。但动态性能差制约了其应用,根本原因是传统黑体空腔由不透光材料制成,热量以热传导方式透过腔壁产生了热滞后。为此本课题提出了采用透光性材料制作黑体空腔的想法,腔外介质透过腔壁直接形成黑体空腔,从而实现快速测温。针对透光性黑体空腔,本文进行了如下研究:（1）半透明黑体空腔几何模型的建立。与不透明腔体的单层几何模型比,新型腔体由于具有透射性,其几何模型为复杂多层体结构,另外考虑黑体空腔的形状大部分为空间轴对称结构,所以本文采用微分几何中圆矢量方法建立腔体结构三维矢量数学模型,建立各结构面的矢量表达式,为有效发射率的计算奠定基础。（2）半透明黑体空腔有效发射率的建模与计算方法。有效发射率的建模必须能够准确表达出半透明黑体空腔所具有的镜漫反射、透射、散射等特性。首先,基于矢量方法,建立了镜面反射、漫反射、折射、散射、吸收等光线的追迹算法,进而采用蒙特卡罗方法建立半透明腔体有效发射率计算模型。为新型腔体的辐射特性研究奠定基础。（3）镜漫反射表面的腔体辐射特性的研究。新型腔体具有透光性,其反射特性中包含大量的镜反射成分,圆柱平底、圆底腔体不再适用。本文采用适合非漫射条件的斜形底面腔体,研究漫射率、靶面倾斜角度、腔体密闭性等光学特性和腔体结构对其辐射特性的影响,初步确定腔体的合理结构。（4）透明腔体辐射特性的研究。以初选腔体结构为对象,基于透光性腔体有效发射率计算模型,研究了透光性材料的折射率、腔体厚度、靶面倾斜角度等参数对腔体有效发射率的影响规律,对该类黑体空腔传感器的测温精度进行评价。（5）半透明腔体辐射特性的研究。在上述初步得出的腔体结构参数条件下,研究半透明纯吸收材料的光谱辐射特性对传感器测温精度的影响。主要包括半透明材料衰减系数、透过率、腔体厚度、靶面倾斜角度等参数。通过上述研究,本文建立透光性黑体空腔辐射特性的研究方法,为透光性测温传感器在液体内部温度快速、精确、稳定的连续测量奠定理论基础。现有研究结果[17]与本文计算模型的结果具有很好的一致性,其偏差小于5×10-5。文中基于Monte Carlo法的不透明黑体空腔有效发射率计算结果正确,并且与文献具有相同计算精度。可以证明,本文所建立的腔体几何模型以及腔体有效发射率的数学模型与计算方法正确。通过透光性腔体辐射特性的研究,进一步完善了黑体空腔辐射理论。