超聲波流量計是一種應用廣泛的非接觸式流量計。其工作原理是：超聲波在流體中傳播時其傳播速度要受到流體流速的影響，通過測量超聲波在流體中傳播速度可以檢測出流體的流速而換算出流量來。

以使用最廣泛的時差法超聲波流量計為例，當超聲波在流體中傳播時順流方向超聲波的傳播速度會增大、逆流方向則減小，即同一傳播距離就有不同的傳播時間，再利用傳播速度之差與被測流體流速之關系求取流速而換算出流量。即當超聲波束在管道內水介質流動方向上的“上游傳感器”與“下流傳感器”之間傳播時，水的流動會使超聲波束的傳播時間相對于靜態傳播產生一個微小變化，并且這個傳播時間的變化與水的流速成正比，這就是時差式超聲波流量計的測量原理。

其關系的理論表達方式如下式：V=MD/sin2θ×△T/TupTdown式中，其中M—為超聲波束在水中的直線傳播次數，θ—為超聲波束與水流動方向的夾角，Tup—為超聲波束在正方向上的傳播時間(由上游傳感器到下游傳感器間的傳播時間)，Tdown—為超聲波束在逆方向上的傳播時間(由下游傳感器到上游傳感器間的傳播時間)。

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