一次风流速和煤粉浓度的准确测量是提高大型电站锅炉运行水平迫切需要解决的技术难题之一。超声波在热工测量领域应用广泛,有着非接触、白清洁等优点,适用于一次风流速和煤粉浓度的测量,具有较好的应用前景。本文的目的是研制基于超声法的一次风流速和煤粉浓度在线测量装置,围绕该目的开展了以下几个方面的研究：(1)采用实验的方法测定煤粉的部分物性参数,利用已有的理论模型对超声波在空气-煤粉两相介质中传播的速度和衰减进行了数值计算,分析了物性参数对计算结果的影响。(2)对一次风流速和煤粉浓度测量装置进行了系统设计,在此基础上选用了合适的超声波传感器及信号驱动、接收、采集设备,设计了给粉实验台、一次风模拟实验台及传感器的安装与防护结构,开发了配套的软件,成功地搭建了一次风流速和煤粉浓度测量系统,并据此开发了第一套工程样机。(3)在一次风模拟实验台上使用超声波相关法测量一次风流速,与毕托管的测量值相比,两者的测量结果基本吻合。(4)在对超声波传感器器件特性进行研究的基础上,针对超声波在空气-煤粉两相介质中的声衰减进行了实验研究,得到了声衰减与煤粉浓度的关系,并给出拟合关系式,为进一步的工程应用提供理论基础。