时差法超声波流量计，利用一对超声波换能器，相向交替 (或同时)收发超声波，观测超声波在介质中的顺流和逆流传播时问差，来间接测量流体的流速，再通过流速来计算流量的一种测量方法。
图中有两个超声波换能器: 顺流换能器和逆流换能器, 两只换能器分别安装在流体管线的两侧并相距一定距离,管线的内直径为D，超声波行走的路径长度为L，超声波顺流速度为u，逆流速度为td，超声波的传播方向与流体的流动方向加角为Θ 。由于流体流动的原因，是超声波顺流传播L长度的距离所用的时间比逆流传播所用的时间短，其时间差可用下式表示:
c是超声波在非流动介质中的声速，V是流体介质的流动速度，tu和td之间的差为:
式中X是两个换能器在管线方向上的间距。
为了简化，我们假设，流体的流速和超声波在介质中的速度相比是个小量。即:
也就是流体的流速为：
由此可见,流体的流速与超声波顺流和逆流传播的时间差成正比。
流量Q可以表示为:
下图是我们设计的超声波流量计的原理框图。图中主要有两个超声波发射单元、一个时间测量单元和一个控制器。他们共同来完成超声波的发射、接受和时间差的测量等工作。其他的外围单元主要是为了测量仪表的参数设定、测量数据的输出、 显示和传送等功能
超声波原理框图
