在现代化程度越来越高的工业生产中,温度场的检测日益受到重视。然而传统的温度检测方法因其测温区域、实时性、使用寿命等的限制,很难应用于实际温度场的测量中。基于声学的温度场成像技术具有非接触、高精度、可连续实时测量,维护方便等优点,近年来被广泛应用于温度场的检测。本文介绍了声学法温度场检测的基本原理和发展现状,并基于MATLAB编写了温度场仿真软件,分析了不同温度场下,温度场重建算法、传感器分布和网格划分对于重建结果的影响,搭建了声学测温平台,对二维及三维温度场进行了重建实验。主要工作可以概括为:(1)研究了声学法温度测量的基本原理,阐述了基于最小二乘法和基于指数SVD法的温度场成像的理论依据并推导了成像算法的相关数学表达式。(2)在前人的基础上,改进了原声学信号发射电路和信号采集电路,设计了信号控制电路板,完成了声学测温平台硬件电路的制作。(3)编写了基于MATLAB的锅炉温度场仿真系统,探究了单峰对称、单峰偏斜和双峰温度场下,不同成像算法(插值算法、最小二乘算法和指数SVD算法)、传感器位置分布和网格划分方案对成像结果的影响,确定了最优的实验布局方案。(4)针对单路径测温实验,分析了影响实验结果的信号通频带、采样频率、采样点数,并引入抛物线插值算法对广义互相关的结果进行了插值,提高了单路径测温的准确性,最终单路径测温的误差在5%以内。(5)引入上位机对下位机的反馈机制,通过定义判据,实现信息传递的回路,提高了温度测量的准确率。(6)搭建了声学测温平台,结合上位机实时显示GUI界面,实现对二维及三维温度场的重建。结果表明,当待测区域内的温度场发生变化时,上位机检测到的温度场图像能够随之变化。