超聲波流量計的測量原理可分為時差法、頻差法和相位差法等[’〕。由于時差法準確度高，抗干擾能力強，故應用較廣泛。

1.1氣體流速的計算

聲波是一種機械輻射能，它是以實際物質為載體的縱向壓力波，當振動體與介質相接觸時便產生聲波，聲波通過某一介質的速率簡稱聲速，如果已知氣體的密度.聲速值可以確定。超聲波的預率在20000H:以上.遠遠大于管道上經常產生的十擾頻率(60Hz),

超聲波流非常計以側量聲波在流動介質中傳播的時間與流量的關系為原理，每個測量通道有一對用來交稗發射和接收超聲波信號的傳感器，聲波在流體中的實際傳播速度是由介質靜止狀態下的聲速(c)和流體軸向流速(v)在聲波傳播方向_r.的分址組成，故聲波由上游向下游傳輸的時間小于聲波由下游向上游傳輸的時間，這個時間差與流體的流速存在關系，通過從上下游測的的傳輸時間可以計算出流體的速度和聲波的速度。

氣體超聲波流量計測量原理示意圖如圖1所示。

 

   假設聲道長度為L，管道的內徑為D，兩個傳感器的連線與管道的軸向成一定的角度功，超聲波在介質靜止狀態下的聲速為。，管道內氣體的流速為。，則超聲波沿氣流順向的傳播時間t,、沿氣流逆向的傳播時間t，分別為:

    由于傳播時間t,‘:是由電子部件測量出實際值，則氣體流速:、聲速。可由式(1)和式(2)推導結果如下:

1.2氣體工況流量的計算

    氣體的工況流量口是由管道內氣體的平均流速Vm乘以管道的橫截面積得出，如式(5)所示:

    由式(3)測量氣體流速為氣體沿著聲道方向的平均速度，即在流體流動方向的速度分量。管道內氣體的平均流速Vm與氣體沿著多個聲道方向的流速之間的關系如式(6)所示。

式中:n為聲道的數量;I(Vi ,…，Vn)的精確形式因聲道的幾何分布情況以及數值的計算方法的不同而不同。