超声波流量计的两个超声波换能器相对而放，每个换能器既做发射头又作接收头，通过电子线路控制，两个换能器同时发射频率与相位均相同的声波脉冲，并且在发射停歇期接收经过流体传播后的声波脉冲。两束声波脉冲在流体中传播的距离相等，但由于一束声波顺流传播，另一束声波逆流传播，受到流体流动的影响，到达接收头时，两束声波在相位上存在差异。 

两个超声波流量计的探头之间距离为L，流体速度为v，顺流和逆流声波的传播时间分别为t1 和t2，收到两列声波的时间差为△t，由于△t远小于t1和t2，且tl ≈t2，可令t²≈t1t2，这种情况下，若两束声波发射频率为f，到达时相位差为△￠，显然，两束超声波的相位差与流体流速成线性关系。通过测量△￠和t，可以计算出流体流速v，进一步分析折算成流量。

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