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超聲波流量計由超聲波流量主機、電子線路及流量顯示系統(tǒng)組成。超聲波流量計是由超聲波流量主機將電能轉換為超聲波能量，并將此能量發(fā)射到被測流體中，被接收傳感器接收后將之轉換為代表流量并易于檢測的電信號的儀器。經(jīng)電子線路放大并轉換為代表流量的電信號，供給顯示和計算儀表進行顯示和計算。這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。
為實現(xiàn)流量（流速）測量，首先需要有一個發(fā)射超聲波的換能器（俗稱超聲波探頭），超聲波換能器通常由鋯鈦酸鉛陶瓷燈壓電材料制成，通過電致伸縮效應和壓電效應來發(fā)射和接收超聲波。
它可以實現(xiàn)流量的檢測和顯示。內(nèi)部沒有活動部件和障礙物，因此帶來的管道壓力損失基本可以不用考慮。由于測量的對象信號屬于電信號，因此在現(xiàn)有的電子技術、微機計算能力以及信號檢測技術飛速發(fā)展的條件下，可以獲得很高的測量進度和測量范圍。超聲波流量計的計算精度的主要限制是其獲取的信號屬于間接信號，需要經(jīng)過各種換算之后才能推導出最終的流動速度和流量，其采用的流動模型準確程度決定了整個測量精度的高低。
超聲波對液體、固體的穿透能力很強，尤其是在陽光下不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波在流動的流體中的傳播速度與流體的流速有關。   另外，當超聲波碰到流體中的雜質或分界面時會產(chǎn)生顯著的反射回波，碰到活動的物體能產(chǎn)生效應。利用超聲波的傳播速度隨流體的流速變化而發(fā)生變化的原理，通過測超聲波脈沖傳播線路的平均流速就可測量流速。
超聲波在流體中傳播時，傳播速度因流體運動狀態(tài)不同（靜止或流動）而不同。時差法就是測量超聲波脈沖順流和逆流時傳播的時間差。若靜止流體中的音速為c，流體流動的速度為v，則超聲波的傳播方向與流體的流向一致時，其傳播速度為c＋v，反之為c-v。