温度测量已经成为工农业生产、科研领域乃至人们平日生活中的一项基本需求,研究温度测量方法具有普遍的现实意义。而在很多应用场景中,传统的接触式测温不能满足要求,而一些非接触式测温由于自身原理复杂导致检测装置也很复杂,成本较高等原因,应用受到限制。超声测温方式由于具有其自身独特的优势,在温度测量领域潜力巨大。目前工程中常用的时差法超声测温存在抗干扰能力不足,超声波飞行时间测量精度偏低等问题,影响超声测温的可靠性与精度,制约了超声测温技术的发展及其适用范围。因此,提高超声测温抗干扰能力与测量精度是超声测温领域的重要研究课题。本文以“微波源”项目为课题背景,对超声测温方法进行研究,针对超声波传播速度的获取,使用时差法进行测量,并基于时差法最为关键的超声波飞行时间的精确测量需求,对当前常用的测量方法特点进行分析,研究超声回波信号去噪方法与超声波飞行时间测量方法及其改进。具体工作可以简要概括如下:①针对实际应用场景中,超声回波信号不可避免会受到干扰,信号的去噪预处理效果关系到进一步处理的精度。将具有良好时频分析能力的小波变换应用到回波信号的去噪中,并根据回波信号的特征,对小波阈值去噪的基函数选取和阈值选取规则进行研究,并提出基于平均能量权重的改进阈值处理函数,进行仿真实验验证;②对压电型超声波传感器的响应模型进行分析,在此基础上,提出一种双激励条件下,基于回波包络上升沿拟合的超声波飞行时间测量方法,使用希尔伯特变换提取信号包络,构建最小二乘法优化目标函数,然后使用粒子群优化算法进行参数估计,获得超声波回波包络模型参数向量,确定包络分离点,进而最终获取超声波飞行时间;并将回波包络上升沿拟合思想应用于多回波情况下的超声波飞行时间获取;③针对超声测温的需要,使用本文提出的测量处理方法进行超声测温实验。实验结果表明,本文所提测量方法具备较高的测温精度,并且具备较好的抗噪声干扰能力。