火电厂锅炉炉内燃烧温度场的在线监测是火电厂经济、安全运行的重要手段。传统的接触式监测方法不但有测温器件寿命短、更换费用高、测温周期过长等问题,而且测量对象局限为被测点,难以全面、直观地反映炉内燃烧工况。新型炉内燃烧监测技术采用非接触式监测法对炉内二维温度场的火焰温度分布进行实时监测,能够在器件损耗小、经济性更优的前提下,形象、直观地反映炉内燃烧状况,对火电厂经济、安全运行起着重要的指导作用。火电厂锅炉炉内温度场在线监测技术已在国外部分火电厂中安装应用,取得了良好的经济效益和安全保障,但在我国,仅有少数几所大学的研究小组在近几年内才开展此领域的研究工作。火电厂锅炉炉内温度场在线监测技术具有重要的研究价值。本文在借鉴国内外学者研究成果的基础上,以将温度场重建系统设计成为一套工业监控设备的设计目标为出发点,自主设计了基于ARM-Linux与超声波技术的火电厂炉内二维温度场重建系统。本文设计了基于ARM-Linux与超声波技术的火电厂炉内温度场重建系统结构,研究了声学测温法的原理、声波频率的选择和传感器的安装方法,并对系统上位机、下位机和传感器等部分进行了研究和设计。将系统硬件分为传感器电路设计、上位机硬件选型和设计、下位机硬件选型三个部分进行。在此基础上,对系统软件进行了设计,其中包括单片机软件开发、嵌入式操作系统的选型、裁剪和移植、QT程序开发环境的构建、QT／E类库的交叉编译、Linux串口编程和QT/E程序的数据采集部分开发和交叉编译等内容。在温度场重建算法部分,本文研究了基于最小二乘法的炉内温度场重建算法,并运用此算法对本文所设计内容进行了实验和仿真。实验仿真结果较为理想,与预期设计目标基本吻合。