本课题研究的内容是超声波在非均匀介质中的传播衰减特性。大气粒子、石油、建筑泥浆、城市污水等都属于非均匀介质范畴，这些非均匀介质参数的检测对于工业测量来说有着非常重要的意义。本文通过研究介质参数的变化对超声波衰减特性的影响，来达到检测这些参数的目的。该研究对超声波在非均匀介质参数中的测量具有重要的指导作用。本文首先研究了超声波在非均匀介质中的衰减特性理论，然后使用MATLAB软件对其进行了数值模拟，最后通过实验方法对超声波的传输特性进行了验证。在超声波传输理论的基础上，推导了超声波信号在非均匀介质中传播的波动方程，并根据声波动方程分析了超声波信号在非均匀介质中的传播特性和衰减特性，通过理论研究知道，超声波信号在非均匀介质中的传播衰减特性与介质密度、介质粘度、颗粒尺寸大小和超声波频率有关。使用MATLAB软件对非均匀介质中超声波的衰减特性进行数值模拟，模拟了超声波频率和介质中各参数对粘滞衰减、热传导衰减和散射衰减的影响趋势，并归纳出理论结论。为进一步认识上述衰减因素的影响程度，搭建了一套实验装置用以测量超声波信号在非均匀介质中的衰减特性，在一定实验条件下，测量了介质中不同密度、颗粒尺寸和不同超声波频率下超声波的回波幅值。通过实验研究知道，非均匀介质的密度、颗粒尺寸和超声波频率对回波幅值有着重要的影响，实验结果与数值模拟得到的结论趋势一致。