当今信息工业时代,温度参数的获得是许多过程的重要环节。在工业微波加热领域中由于应用环境的特殊性,传统测温手段不能达到较好效果,声学测温作为一种新兴的非接触测温方法对特殊环境具有良好适应性而得到广泛深入的研究。文章围绕声学测温信号处理方法的实时性、精度与抗干扰性等问题进行了分析,探究在特定声学条件下波形信号的处理以及在工业级硬件上实现声学测温方法的软件及硬件设计,达到在非传统应用环境下进行实时性、高准确性、抗干扰和高可靠性的温度感知。文章以声波与介质温度的关系来引入声学测温的方法阐述,引出声学测温的核心方法是获得声波在介质中的传播时间,以声波波速与温度的函数关系得到介质的温度。章节介绍了声波飞行时间测量的多种方法并进行对比,根据测量方法设计基于数字信号处理器的声学测温系统,并以设计系统的硬件计算环境进行算法改进。进一步阐述声学测温系统架构和详细设计及实现,提出以数字信号处理器和可编程逻辑门电路构成运算控制核心设计系统。系统以数字信号处理器作为运算器;以可编程逻辑门电路作为离散波形数据缓存及数字滤波环节;以高速模数转换芯片作为波形采样环节转化模拟信号为离散形式处理;以专用脉宽调制外设作为声波信号源,以非门构成的多级推挽输出电路为功率放大环节将波形信号发射;以高精度仪表放大器构成接收信号放大环节;以运算放大器构成带通滤波电路滤除电源工频干扰及模拟端环境干扰。软件方面结合硬件环境阐述设计环节基本原则和设计模式,以FPGA器件并行高速特性设计数据缓冲以及FIR数字滤波环节,以DSP高速数字处理完成波形峰值特征提取算法及控制流程完成系统测温作业。通过完成硬件选型、电路印刷、贴片焊接与测试等一系列工作实现设计,并对整个系统进行集成测试。系统软件结合了高速数字采样可以适应嵌入式硬件计算环境,计算实时性在专用高速硬件中得以很好的发挥,其精度及对温度的跟踪能够满足应用需求。文章最后对研究工作进行总结说明,对后续研究进行了展望。