仓储粮食中霉变、虫害的发生以及水分异常都会直接反映在粮温变化上。储粮温度检测是储粮状态监测的最重要手段。如果在粮堆中某区域温度明显高于其他区域，则称该区域为热点。目前国内外普遍采用的储粮测温方法为接触式测温法，其最大弊端是测温点密度低。如果热点不是恰好出现在某个测温点附近，霉变、虫害通常只有蔓延到较大区域才能被发现，使得后续的控制处理措施不及时而导致储粮损失很大。粮食为热的不良导体，为能及时发现热点并采取必要措施，温度采样点间距应不超过0.5m，因此非接触测温更适合储粮温度检测。声波在粮食中可通过粮食颗粒孔隙间的气体来传播，因此，本文研究声学法储粮温度检测技术，并对此展开了理论与实验研究。本文的主要工作及贡献如下：将粮食颗粒间孔隙视为刚性的、圆柱形细管模型，推导了细管中的声波传播的波动方程、声波衰减方程和声速方程，并用曲折度描述声波在粮食中的曲折前行，建立了粮食中实测声速与粮温等参数之间的函数模型。定义相同温度、相同传声器间距下自由空间声速与粮食中的实测声速的比值为声速转换因子，分析了声速转换因子的影响因素，给出声速转换因子的标定方法，从而获得一个实用的、储粮温度声学法测量模型。应用声波传播时间测量系统在大豆中对函数模型进行了实验验证。结果表明，大豆中不同深度和传声器间距下的实测声速与声速转换因子的变化规律，符合其理论分析结果。在粮食中声波信号传播衰减大，且衰减程度与声波频率有关导致声信号畸变。为提高粮食中声波传播时间测量的稳定性和准确性，提出带小波抑噪的三次相关时延估计法(WT-TC)，并与基本互相关法(CC)、带小波抑噪的基本互相关法(WT-CC)和带小波抑噪的相位加权广义互相关法(WT-PG)，进行了比较研究。利用粮食对声波的衰减模型和MATLAB语言环境下自开发的仿真软件，在不同传声器间距和不同信噪比下，获得声波信号的仿真数据。用上述四种时延估计法，估计了声波在大豆中的传播时间。结果表明，传声器间距近时，声波信号衰减程度小，WT-CC、WT-TC和CC法的时延估计性能相当，且均好于WT-PG法；传声器间距远时，声波信号衰减程度大，WT-TC法的时延估值稳定性与准确性均好于其他三种方法。用自开发的声波传播时间测量系统测量了声波在大豆中的传播时间。结果亦表明，WT-TC法所获得的测量值的稳定性和准确性均好于其他三种时延估计法。储粮中可能同时出现多个热点且出现位置随机，而目前大多数声学法温度场重建算法，要求重建区域划分网格数目N小于系统有效声波路径数目M，等效测温点密度低，难以满足储粮中复杂温度场重建要求。为此，提出了不要求M>N基于Markov径向基函数和Tikhonov正则化的重建算法，简称MTR算法。应用该算法对三热点、五热点以及421个位置不同的单热点温度场进行仿真重建。结果表明，该算法具有更强的复杂温度场重建能力和热点定位能力，可望更好地适应储粮温度检测要求。以LabVIEW为软件平台，自开发了基于虚拟仪器技术的声学法温度场检测系统。利用修正转换后的实测声波传播时间和MTR算法，对大豆中用电加热器所形成的三种热点位置不同的单热点温度场进行了重建。单热点温度场重建图像能够正确的反应大豆中的热点存在，热点位置重建误差不大于0.07m，热点温度最大值的重建相对误差不高于1.9%。本文研究初步验证了用声学法监测储粮温度的可行性。