高超声速飞行器在飞行过程中表面会产生巨大的气动热负荷,对材料承受能力和飞行器结构造成不利影响,为保证飞行器结构的稳定性和持久性,需对飞行器进行有效冷却。再生式主动冷却技术利用飞行器自身携带的燃料作为冷却剂,无需增加飞行器额外重量,在近些年得到了广泛的关注。吸热型碳氢燃料在高温下易裂解成小分子,既会增加燃料的吸热量,又有利于燃烧,已成为用于高超声速飞行器推进和冷却的最佳燃料。热物性是安全使用这类燃料和进行冷却结构设计与优化的先决条件,其中密度作为基本的热物性参数之一,其超临界压力下的准确测量对流动换热特性的研究和其它物理量的计算有重要影响。由于传统密度测量方法很难满足超临界压力下密度测量精度和实时性的要求,本文以相关测量技术为基础,设计搭建了一套新型密度在线测量系统。该系统在管道上、下游分别安装具有相同热电特性的热电偶作为传感器,其间距为148 mm。温度信号由随机信号发生器给出,对热电偶检测到的信号进行互相关计算得出延迟时间,进一步得出管道横截面流体的平均流速,基于质量守恒定律,已知质量流量和管道横截面积可求得流体密度。采用密度已知物对实验测量系统的精度进行标定,标定物选用正庚烷、正十烷及质量比1:1正辛烷正庚烷二元混合物,将实验测得的密度值与文献密度值对比,分析得出最大误差在±1.2%以内,平均相对误差小于0.7%,测量方法的不确定度为1.83%。该密度测量方法存在限制条件,主要为雷诺数对流速校正因子K的影响,实验中在常温层流状态下对流速校正因子进行多次独立等精度的测量,求平均后可得K=0.677,该值适用于Re<2300的层流状态,温度低于拟临界温度。在此基础上,对吸热型碳氢燃料EHF和851-2密度进行测量,压力P=(3.0、4.0、5.0)MPa,温度T=(302.0~529.6)K,在该温度压力下,二者密度皆随温度增加而减小,随压力增加而增加,且压力对密度的变化影响并不明显。常温下,851-2密度略高于EHF,该方法的应用为超临界压力下吸热型碳氢燃料密度的准确测量提供了新思路。