近年来，我国乳品工业得到了长足的发展，但和世界发达国家相比还存在较大差距，主要问题之一是生产企业对收购的原料奶质量控制手段欠缺。另一方面，在我国鲜生牛奶掺水、掺假现象较为普遍，极大的损害了消费者的身体健康。针对我国乳品企业对原料牛奶质量的控制要求和杜绝牛奶掺假现象，研制性价比高、能够普及推广的牛奶主要营养成份快速测定仪是行之有效的手段之一。对牛奶成份快速、准确的检测也是当今食品检测行业的研究热点之一。 超声波是一种频率大于20KHz的机械波，通过被检测物后，其声学特性会发生很大变化，携带了大量被检测物的物化信息。随着现代计算机技术的发展，对接收的超声信号进行处理来获取被检测物的物化信息的技术，具有非破坏性、实时和在线等优点而被广泛研究和应用。将超声波应用于牛奶主要营养成份的测定，就是将超声波为检测手段来获取被检测牛奶的各种主要化学成份含量，衡量牛奶质量及品质的一种无损、快速的检测方法。 论文结合国家“十五”重大科技专项“奶业重大关键技术研究与产业化技术集成示范”和“食品安全”攻关项目的子课题以及陕西省科技厅专项“智能型牛奶质量快速检测仪的研制”课题展开研究。论文简要阐述超声检测技术概念、特征、原理和方法，分析了牛奶的主要营养成份的特性，研究了利用低能超声测量牛奶成份的原理与技术，通过查阅大量外文文献和实验验证，归纳和总结出了牛奶主要成份如非脂类固形物、脂肪、蛋白质含量的超声测量方法及相应的数学模型，给出了牛奶冰点、密度和掺水率的定量测定方法。 作者在研究过程中，对传统的超声波发射接收电路进行创新，针对专门用于液体检测的超声波换能器设计了一种高效的超声波发射接收电路。发射电路中，采用电感、电容和电阻构成的谐振回路产生脉冲激发信号，不需要高压电压源或脉冲变压器即可产生高达数百伏的触发脉冲，在实际检测中产生的超声波信号稳定、强度大，有利于后续超声信号处理。对超声波渡越信号的检测采用了前置放大、窄带滤波和包络检波电路，可有效提取超声信号特征量。在对渡越时间精确测量部分，没有采用单片机的定时器，创造性的提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的锁相环精确测时，实践证明是可行的。采用飞利浦公司的P89C51单片机完成的对数据的处理、打印、显示。智能型牛奶主要营养成份快速测定仪，可一次采样，测定多个牛奶营养成份，在一分钟内可进行数次采样。理论和实践都表明，利用低能超声和被检测牛奶相互作用，对获得的有效超声特征向量进行分析可以获得牛奶主要营养成份含量的信息。智能型牛奶主要营养成份快速测定仪的推广应用，对我国乳品工业的发展和保证消费者身体健康起到积极的作用。