烟气温度是锅炉运行和检测所需的一个最重要信息。为了维护锅炉运行的安全和稳定，必须对锅炉的燃烧过程进行自动控制。通过对烟气温度场的准确测量，及时掌握锅炉内的燃烧状态，为燃烧优化运行提供保证。现代锅炉内燃烧气体的温度能够达到3000下(1650℃)，通常使用的接触式测温方法由于温度过高实用性很差。而且借助普通的热电偶和水冷式抽气热电偶探测方法只能做短时间逐点测量，无法实现实时在线检测。本文介绍了一种新型的测温技术—声层析成像温度场检测技术。该技术由于其非接触，测温范围广(0～1900℃)，测量对象空间范围大(可达数十米)，精度高，实时测量，维护方便等优点，必将在工业锅炉温度场检测中起到越来越重要的作用。此外，该技术还可用于大型会议室和剧场内的温度监测和调节、大气海洋温度分布监测等领域。本文综述了高温工业炉内温度场测量方法，阐述了声学温度场检测技术的基本理论、发展现状。介绍了指数SVD温度场重建算法，探讨了声发射器／接收器数目、位置分布、温度场区域划分以及温度场复杂程度对温度场重建精度的影响。提出了指数正则化温度场重建算法和基于Landweber迭代的指数温度场重建算法。与指数SVD算法相比，新算法更适合于复杂温度场的重建。声波路径的弯曲效应是影响温度场重建精度的重要因素，尤其对于温度梯度较大的复杂温度场，将声发射器／接收器之间的直线作为声音传播路径会给重建结果造成较大的误差。本文通过求解由Fermat原理和变量积分原理得出的弯曲路径，修正重建温度场获得更好的重建精度。采用工程数学软件MATLAB对重建算法进行仿真研究。在安装8个或16个声发射器／接收器时，采用三种算法，对单峰对称、单峰偏置、双峰对称和双峰偏置四种工业炉温度场模型分别进行了仿真研究，误差分析表明两种新算法均能以较高的精度重建温度场，也验证了考虑声波路径弯曲效应后，重建精度会得到提高。进行了实验室二维温度场重建实验，实验结果与被测区域温度分布情况基本一致。