温度能够反映物体的冷热程度,变化的温度数据背后体现了传热学规律,通过对温度数据进行深度挖掘分析,可以了解物体与外界环境或其他介质间的热量传递过程。传热系数是传热过程中一个重要的参量,它表征了物体与流体间的热交换能力,准确地获得传热系数在实际应用中有十分重要的实际意义。然而在某些特殊的工程环境下,无法通过接触的方式直接测量传热系数,此时通常使用红外热像仪通过非接触方式测出被测目标的温度变化信息,并在此基础上采用热传导反问题求解算法,根据被测目标内部或边界上一点或多点温度信息来计算物体对流表面的传热系数,这类反问题与传热学密切相关,因此被统称为热传导反问题。目前对于热传导反问题的研究十分活跃,但是研究进展主要集中在算法仿真阶段,基于实测温度变化数据进行反演计算的相关文献十分少见,因此本文根据现有的几种典型热传导模型和热传导反问题求解算法研制出一套传热反演分析正向过程发生平台,该平台基于第三类边界条件搭建,能够产生传热系数反演算法所需的实测数据,同时能够根据平台测量到的传热过程中传热系数的真实值,来对反演算法估计结果的准确性进行对比分析。本文在充分调研了传热反演分析相关理论的研究现状和热传导反问题的求解方法的基础上,结合课题的相关技术指标,基于一维非稳态热传导模型构建了传热反演分析发生平台,并根据平台产生的实测传热数据,采用QPSO优化算法来估计传热系数。在实验平台的设计与搭建中,首先根据热传导模型设计了装置的机械结构,然后根据反演算法所需的参数和相关技术指标对传感器和测量模块的类型和参数进行选择,最后根据各测量模块间的连接方式制定通信协议和控制方式。在实验平台的软件开发与调试中,首先根据各测量模块的使用方法开发了数据采集软件,实现了数据的显示和存储功能。同时基于QPSO优化算法编写了传热系数反演程序,并针对实际测量中噪声的干扰,在反演程序中加入小波滤噪功能。从算法仿真结果来看,小波滤噪增强了反演算法的抗噪性,在叠加±1%随机噪声的情况下,反演结果的最大相对误差在5%左右。针对上述硬件设计与软件设计,选用304不锈钢作为实测试样,进行了多次重复性测试,采集了多组有效实测数据。