超聲波流量計以測量聲波在流動介質(zhì)中傳播的時間與流量的關(guān)系為原理。超聲波在流體中順流和逆流傳播時，兩者的傳播速度不同，順流快，逆流慢，兩者的時間差與流體本身的流速成正比關(guān)系，通過測量計算時間差來測得流速，進而測得流量。

通常認為聲波在流體中的實際傳播速度是由介質(zhì)靜止狀態(tài)下聲波的傳播速度（Cf）和流體軸向平均流速（Vm）在聲波傳播方向上的分量組成。如下示意圖所示，順流和逆流傳播時間與各量之間的關(guān)系是：

式中：tup—超聲波在流體中逆流傳播的時間；

　　tdown—超聲波在流體中順流傳播的時間；

　　L—聲道長度；

　　Cf—聲波在流體中傳播的速度；

　　Vm—流體的軸向平均速度；

　　φ—聲道角。

　　可利用公式（1）得出流體流速的表達式：

　　同樣用相似的方法獲得聲波的傳播速度表達式：

　　將測得的多個聲道的流速Vi，i=1，2，…，k；利用數(shù)學的函數(shù)關(guān)系聯(lián)合起來，可得到管道平均流速的估計值v平均，乘以過流面積A可得到體積流量qv，如式（4）：

　　其中：

　　式中：k—聲道數(shù)。

　　注：即便是給出了聲道的數(shù)目，但f（v1，...vk）的精確形式也會因聲道排列情況以及數(shù)值計算的方法不同而不同。

超聲波流量計的優(yōu)點：

(1)流體中不插入任何元件，對流速無影響，也沒有壓力損失；

(2)能用于任何液體，特別是具有高黏度、強腐蝕，非導電性等性能的液體的流量測量，也能測量氣體的流量；

(3)對于大口徑管道的流量測量，不會因管徑大而增加投資；

(4)量程比較寬，可達10：1；輸出與流量之間呈線性等優(yōu)點。

超聲波流量計的缺點：

(1)當被測液體中含有氣泡或有雜音時，將會影響測量精度，故要求變送器前后分別有10D和5D的直管段；

(2)此外，結(jié)構(gòu)復雜，成本較高。