目前超高温测试领域,存在恶劣环境下高温温场原位测试的难题。在已知的测温方式中,热电偶测温法为单点测量,需要温度补偿,无法长时间实现多点温度监测;辐射测温法采用非接触式测温的方法,在不受其他因素影响情况下,可达3000℃以上的测温上限,但在实际应用中,测温数据受到被测温场气流、烟雾的影响,导致误差过大。超声导波测温作为一种新的接触式测温方法,测量精度高,范围广、不易受到其他因素影响,选用特定的波导材料,敏感结构,波导尺寸,其测温范围、响应速度、抗干扰能力等指标可以进一步优化。因此,本文在项目前期研究基础上,开展氧化环境单晶氧化物材料的超声导波测温技术研究。本文主要研究内容如下:论文以单晶氧化物材料为出发点,分析单晶氧化物超声导波的传输机理,研究单晶氧化物材料超声波传播特性与温度的关系;选用单晶蓝宝石和镁铝尖晶石作为波导杆材料,利用超声测温原理,设计测温方案;研究区截直径和波导杆直径关系对超声回波信号的影响,设计单晶氧化物波导杆的敏感尺寸参数,完成单晶氧化物波导杆传感器制备。搭建超声测温系统,超声测温系统由单晶氧化物超声波导杆、超声脉冲激发装置、数据采集及显示装置等构成,完成换能器选型、超声激励与接收电路、数据采集和软件设计,实现40MHz的数据采集,25ns信号分辨率。优化超声测温解耦算法,对现阶段超声测温数据的温度解耦算法进行介绍,分析存在的问题,提出了一种基于深度学习的超声波特征信号识别网络模型,并进行超声测温测试,测温上限达到1800℃。超声波特征信号识别网络模型精确率为0.993,m AP@0.5为0.990,m AP@0.5:0.95为0.796。搭建超声测温环境,完成超声测温蓝宝石和镁铝尖晶石标定实验,分析超声测温数据,对传感器性能评估,结果表明单晶蓝宝石和镁铝尖晶石波导杆的灵敏度分别为0.43m·s-1/℃和0.50m·s-1/℃,单蓝宝石相较镁铝尖晶石声速更快,温度敏感度低。综上所述,本文完成了单晶氧化物超声导波测温研究,实现了测温上限1800℃的温度标定,为超高温环境的温度测量提供理论参考,在航空航天应用方面有重要意义。