A. 求超聲波流量計的測量原理簡介
一、定義
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
二、工作原理
超聲波流量計根據對信號檢測的原理可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。
超聲波流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適於解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點，近年來它是發展迅速的流量計之一。
1、時差法
當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，並且其傳播時間的變化正比於液體的流速，其關系符合下列表達式：
其中
θ為聲束與液體流動方向的夾角
M
為聲束在液體的直線傳播次數
D
為管道內徑
Tup
為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup
–Tdown
設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則
t1=L/(c+u)
t2=L/(c-u)
由於在工業管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為
▽t=t2-t1=2Lu/cc
由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。
2、相差法原理
如果超聲波發射器發射連續超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發射時所接收到的信號之間便要產生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利於提高測量精度。但存在著聲速c對測量結果的影響。
3、頻差法原理
為了消除聲速c的影響，常採用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示
▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，並且此法與聲速無關。
B. 超聲波流量計的測量方法
超聲波流量計一般常用的有兩種測量方式，第一種是非接觸測量，意思是只要在既設管道外部安裝上轉換器即可，這一非接觸式在用於一些自來水、純水、葯液、食用油等一些較干凈無污染的工況中使用的較為廣泛，都是不直接接觸到被測介質的。
第二種常用的測量方式是適用於一些大型圓形管道和矩形管道，且原理上不不受管徑限制、它對於大型管道不僅帶來方便，可認為在無法實現實流校驗的情況下是優先考慮的選擇方案，可以解決一些特殊的測量問題。
C. 超聲波流量計的原理及使用
超聲波流量計採用時差式測量原理：一個探頭發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁後，被另一個探頭接收到，同時，第二個探頭同樣發射信號被第一個探頭接收到，由於受到介質流速的影響，二者存在時間差Δt，根據推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關系V=(C2/2L)×Δt，進而可以得到流量值Q。