用于测量流量的超声波流量计通常是由超声波传感器组成的具有自己测量管段的时差式流量测量仪表。传感器一般沿管壁安装,与流体直接接触。一个传感器发射的超声波脉冲被另一个传感器接收,反之亦然。超声波脉冲像渡船或河流一样穿过管道。如果没有流动,声波将以相同的速度向两个方向传播。当管内流速不为零时,沿流动方向传播的脉冲将加速,而沿流动方向传播的脉冲将减慢。因此,与无气流情况相比,顺流传播时间缩短,逆流传播时间增加。根据这两个传播时间,可以计算出测量的速度。这是时差式超声波流量计的基本原理。
超声流量计的测量精度受以下因素的影响:流量计壳体的几何尺寸和超声波传感器位置参数的精度;流量计采用的集成技术;流速剖面的质量、流量计的脉动度流量的均匀性;传播时间测量的准确性。传播时间测量的准确性取决于电子钟的稳定性、声脉冲参考位置检测的一致性以及电子元件和传感器信号滞后的适当补偿。超声流量计的精度不仅与流量有关,还与仪器的直径有关。对于小口径仪器,由于声波通道长度较短,难以测量声波在湍流中的传播时间,因此很难提高小口径超声流量计的测量精度。