多层弹性介质材料在科研与工程领域具有广泛的应用,对其面密度等基本物理参数的测量在新能源、航空航天等具体应用中有重要的意义。本文以空气耦合超声在亚波长(sub-wavelength)多层弹性介质中的传播为研究内容,对多层弹性介质材料关键物理参数的非接触、快速、无损测量做出初步探索。本论文的主要研究内容和成果如下:针对空气耦合超声波在多层弹性介质中传播,在经典Brekhovskikh公式的基础上,探讨了声速、厚度和密度对反射和透射系数的影响,在此基础上提出了一种简化算法;并通过MATLAB仿真计算进一步分析了简化算法与Brekhovskikh公式的误差。针对空气耦合超声在多层弹性介质中透射传播,提出了一种衰减测量方法,并以此反演出多层介质的面密度。搭建了基于图形化编程开发平台LabVIEW的空气耦合超声系统。此系统可以对多层弹性介质进行测量。基于上述,测量了典型的多层介质锂电池薄膜面密度。测量的面密度值与标准公式误差在万分之一以内,与工业标准测量值误差在百分之三以内。研究表明正弦信号和正弦脉冲信号作为超声换能器激励信号测得面密度精度较高。上述工作对超声无损检测技术的实时在线应用有一定的指导作用。