随着现代社会的发展,温度的准确检测与控制在航天航空、材料、化工、能源等领域发挥着重要作用。而现如今,在许多环境中,以往的接触式温度检测方法已经很难满足人们对高温环境测量的需求,而非接触式测温方法由于自身原理复杂且受环境因素影响较大,成本高等原因,应用受到限制。超声测温法因为其不易受干扰,测温范围广等优势,可以对以往的测温方法起到很好的补充与提高,在未来温度测试领域发展潜力很大。因此,本文在学习超声测温理论的基础上,设计了蓝宝石超声温度传感器来实现高温环境下温度的测量。文中阐述了导波产生的原因,对超声导波的群速度、相速度、频散与多模态特性进行了分析。并用GUIGUW软件对蓝宝石波导杆的频散特性进行理论研究,发现激励模态单一且频散性较弱的L(0,1)导波可以与其它模态的导波区别开来,易于信号的分析。之后根据超声测温原理,提出两种测温方式,一种是直接测量被测介质中的声速来测温,另一种是通过测量与被测介质达到热平衡的物质中的声速来测温。本文选用第二种方式测温,并使用蓝宝石作为声波导材料。其次对超声温度传感器的主要组成部分进行了介绍,尤其对蓝宝石波导杆进行设计来增强反射波形的提取。最后,用ANSYS有限元软件对蓝宝石波导杆中的超声传输特性进行仿真,并使用制作的蓝宝石超声温度传感器进行测温实验,得到声速随温度的变化曲线。通过观察超声传输特性的ANSYS的仿真结果和超声测温实验结果发现,随温度升高,凹槽与端面反射信号的时间差拉长,即超声波在蓝宝石波导杆中声速随温度升高而降低,并且从得到的声速与温度的关系看,两者具有很好的线性关系,进一步验证了超声波测温的可行性,并对未来超声测温技术的发展具有重要的意义。