無論傳感器配置如何，通過時(shí)間差的測量都是基于以下事實(shí)：在介質(zhì)流動方向上傳播的聲波比在介質(zhì)流動方向上傳播的聲波移動得更快。因此，傳輸時(shí)間的差異與介質(zhì)的流速成正比，這一原理用于精確測量氣體和液體的體積，也可用于導(dǎo)出密度和粘度。

雖然上述兩種方法是非常常用的方法，但不同的超聲波流量計(jì)會根據(jù)液體的類型和要進(jìn)行的測量使用這種方法的修改版本。下面的超聲波水表圖像說明了上游和下游傳感器如何與一些反射器一起放置在傳感器管道內(nèi)，以用于水流量計(jì)設(shè)計(jì)。還顯示了相同的實(shí)際硬件設(shè)置，并標(biāo)記了兩個(gè)傳感器。

使用超聲波流量傳感器計(jì)算流量

為了更清楚地了解這背后的技術(shù)細(xì)節(jié)，請考慮下圖，該圖具有第一種配置，發(fā)射器 （TA） 和接收器 （TB） 傳感器以彼此相對的角度安裝；

設(shè)聲波從發(fā)射器傳播到接收器所需的時(shí)間，即在介質(zhì)的流動方向上為 T A –B，以及它從接收換能器移動到發(fā)射換能器所需的時(shí)間，即逆流向 T B –A。

兩次通過時(shí)間的差異與介質(zhì)的平均流速 v m成正比，即；

T B –A – T A –B = v m ------------- 公式 1

由于信號的傳輸時(shí)間是發(fā)射換能器和接收發(fā)射器之間的距離除以聲信號從一個(gè)換能器傳播到另一個(gè)換能器所需的速度，我們有

T A –B = L / （C AB + v*cosα） -------------- 公式 2

和;

T B –A = L / （C BA – v*cos α） --------------- 公式 3

等式 2 和 3 定義了上游傳感器 A 和下游傳感器 B 之間的流速。在哪里;

v = 介質(zhì)的流速，L = 聲學(xué)路徑的長度，c = 介質(zhì)中的聲速，α“α"是超聲波從發(fā)射器傳播到接收器時(shí)與管道的角度。

假設(shè)介質(zhì)中的聲速是恒定的（即流體密度、溫度等參數(shù)沒有變化），我們有；

（L / （2 * cos）） * （T B–A – T A–B ） / （T B–A x T A–B ）

將平均速度乘以管道的橫截面積，我們得到流量 Q 為；

Q = （π * D 3 ） / （4 * sin 2α） * （T B–A – T A–B ） / （T B–A x T A–B ）

對于直徑為 D 的在線超聲波流量計(jì)，管道的橫截面積是恒定的

。這些方程的實(shí)施沒有密度、溫度、壓力、聲速和其他介質(zhì)/流體定義的特性等變量，展示了原因超聲波流量計(jì)的多功能性和準(zhǔn)確性的背后。