本发明公开了一种非牛顿基液流体纳米颗粒团聚超声监测装置及方法，包括样品池和超声波直探头，样品池内设置有用于放置纳米溶液的流体输送槽，流体输送槽内设置有反射板，超声波直探头用于发出超声波脉冲到流体输送槽内的反射板上，并接收反射板反射回的反射波，超声波直探头经过超声脉冲发射接收仪连接至数据采集处理系统，通过超声脉冲发射接收仪发送至数据采集处理系统对其进行数据处理。利用本方法可得到纳米溶液内部粒子团簇的平均半径和粒子簇团在单位时间内的位移等特性参数，实时监测纳米溶液分形结构中随机行走途径的分形维数和不同粒径的颗粒在全部纳米颗粒中所占的权重，准确测量固‑液两相流中颗粒相的声衰减系数，实现快速在线监测。