对锅炉的安全经济运行问题,掌握火焰的实时温度是解决问题的第一步也是最重要的一步。声学法测温方法是一种新的测温方法,存在测温迅速、实时连续测量等许多优点。并且在整个系统的维护方面也比较方便。本文基于声波和热力学理论,详细推导声波传播速度和介质温度之间的关系,论述了单路径和多路径的温度测量原理。简要介绍了几种常用的声波飞行时间测量方法,并对声源信号的选取进行了探讨。对整个声学法测温的硬件系统进行了设计,同时对各部分进行了详细的介绍。另外,本系统的数据采集环节使用的均是数据采集卡,并且以LabVIEW软件作为设计平台。本论文采用大功率芯片作为创新点之一来确保传播中的声音信号足够大,使其能够被麦克风所接收到而不是被噪声所淹没。本系统中还配有冷却环节来对测定装置进行保护。声学温度场重建是一个不适定性的病态逆问题,对飞行时间测量时噪声变化非常敏感,因此,在测量声波飞行时间时,采用抗噪能力强声波飞行时间测量算法显得尤为重要,本文详细介绍了经典的互相关算法并推导了相关公式。为进一步提高系统的抗噪性,在互相关算法的基础上,引入了本文的第二个创新点:语音增强法中应用最广的“谱减法”,此方法在本系统中进行声波飞行时间测量时能够减少声音传播信号中混入的噪声信号。通过实验验证的方法确定了实验所需变量的数值,在实验室条件下进行了温度场的重建过程,通过对加热前后温度场的重建分析,验证了本文所设计声学测温系统的可行性和实用性。