随着科技的迅速发展,高压水射流技术的应用也越来越广泛。但是,前混合磨料水射流切割机磨料量的在线监测问题一直未能很好地解决。本文在分析了当前磨料量检测方法的不足之后,结合前混合磨料水射流切割机双罐供料系统中磨料罐的特殊工况,筛选出可行的磨料监测方案,分析各方案的优缺点,确定了将超声探头贴于侧壁,通过反射板反射信号监测罐内磨料量的方案是切实可行的。本文的研究内容为江苏省产学研联合创新资金研究项目“高速精密前混合磨料水射流切割系统研制(项目编号:BY2013019-01)”的一部分。从理论上分析研究了超声波信号在液固两相流中的传播特性和衰减机理,声波的散射和吸收原理,以及超声波的散射衰减和吸收衰减的原理,为后面通过超声的传播衰减特性反演出固相浓度提供了理论基础。考虑到高压磨料罐在加料过程中磨料与水的分界面不稳定,而且扰动比较剧烈,判断运用超声波界面检测磨料量必定存在很大的误差。因此详细研究了超声波信号在液固两相流中的传播特性与衰减机理,通过设计试验,研究了磨料浓度对超声衰减和声速的影响,运用Origin软件对所得数据进行分析和公式拟合,确定了磨料混合液浓度检测模型,并对模型准确性进行了验证。运用所得的模型,在线监测高压磨料罐装料和卸料过程,测算出分界面以上的磨料浓度分布情况,为超声波在线检测高压磨料罐内磨料量系统的优化设计提供了可靠的理论依据。