超聲波流量計是容積式流量計，用于測量液體、氣體或蒸汽的流量。它們常用于油氣、制藥、食品飲料職業。流量計利用翱翔時間或多普勒技術測量流量。超聲波流量計選用時差式測量原理：一個探頭發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁后，被另一個探頭接收到，同時，第二個探頭相同發射信號被第 一個探頭接收到。由于受到介質流速的影響，二者存在時間差Δt，根據計算能夠得出流速V和時間差Δt之間的換算關系V=(C2/2L)×Δt，進而能夠得到流量值Q。

選用翱翔時間原理的流量計有一對或多對傳感器。測量超聲波沿兩個方向的發射時間，由此便可計算流量。這種技術通常需求相對純凈的介質，顆粒量應小于5%。它能夠完成優于1%的精度。

選用多普勒方法時，超聲壓力波被流體中的運動顆粒反射。這些顆粒的速度在回波信號中產生一個多普勒偏移，由此便可確定流量。在實踐應用中，這種測量方法的精度通常不超過3%。

超聲波流量計包括電源、傳感器激勵、信號調理、模數轉轉器、處理器、顯示屏、鍵盤和多種通信選項(如4 mA至20 mA、HART、RS-485、無線等)。

工業超聲波流量計系統規劃考慮和首要挑戰方向

本解決方案指南重要點關注基于翱翔時間原理的超聲波流量計。下面所述的信號鏈合適要求較高性能的應用，尤其是具有多對傳感器的應用。除了需求完成較高測量精度以外，這些規劃常常還有相當嚴格的空間限制。

液體超聲波流量計常用MHz超聲波頻率。系統精度與上游和下游翱翔時間測量的精度直接相關。因而，一般運用FPGA來控制發射和接收脈沖的時序。此外，必須認真對待發射和接收信號路徑延遲的任何可能偏差。

另一個重要方面是接收信號鏈需求高增益。此增益需求動態可調以適應不同的流動條件和管道尺寸，典型范圍是60 dB或更高，因而需求低噪聲的接收信號鏈路徑。傳感器激勵可所以開/關式，或者波形發生器。波形發生器通常會添加本錢和復雜度，但用戶能夠更好地控制輸出信號，完成更精確、更魯棒的流量計規劃。信號處理需求大量濾波和FFT分析以確定接收信號的準確時間戳，這能夠利用DSP處理器完結，它還能支撐所需的接口協議。