一次风煤粉浓度的准确测量对电厂安全经济运行起着重要的作用。然而对于煤粉在一次风管内的浓度测量属于两相流的检测,一直是个难题,目前煤粉浓度在线测量的方法有直接法和间接法,但这些测量方法在准确性、安全性和经济性方面都有些不足。本文提出一种测量煤粉浓度的新方法——超声波互相关函数法,并在这一方法的基础上开发了一次风煤粉浓度测量仪。论文对超声波互相关函数法测量一次风煤粉浓度的原理进行了介绍,再根据测量原理以及测量仪器的具体功能需要,对一次风煤粉浓度测量仪进行了总体规划,测量仪的硬件结构由超声传感器驱动电路、超声传感器接收电路、信号控制电路和信号采集处理系统等部分组成。并针对测量仪的数据高速采集、传输瓶颈问题,提出了基于FPGA (Field Programmable Gate Array)和ARM (Advanced RISC Machines)结合DMA (Direct Memory Access)传输协议的数据高速采集传输方案,该方案具有易于修改和升级、调试方便等特点。整体结构框架给出后,对整个测量仪硬件进行了具体设计,并在ADS1.2集成环境下,对一次风煤粉浓度测量仪的控制程序进行了基于ARM架构的设计和编写。最后对所设计的超声波互相关法煤粉浓度测量仪进行了软、硬件调试和装箱,并在实验室对各功能进行了相应的可行性和可靠性实验验证。实验结果表明该浓度测量仪满足设计要求,对提高锅炉效率有很重要的意义。