超声波热量表是一种用于测量和计算建筑物供暖或供冷系统中热量消耗的精密仪表，在供暖计量、节能监测等领域发挥着至关重要的作用。它通常由超声波流量计、温度传感器和积分仪三部分组成。而在超声波热量表中，超声波流量计是核心组件之一，其计量精度直接影响着热量计算的准确性。根据对信号检测的原理，超声波流量计可分为传播速度差法（时差法、相位差法和频差法）、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法和噪声法等。常应用在超声波热量表的流量计的原理类型是时差法，其利用声波振动测量液体流速，声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比。广泛应用于江、河、水库原水测量，石化产品工艺流检测，生产过程耗水量测量等领域。
一、时差法原理介绍
时差法通过测量超声波顺流与逆流传播时，因速度差异产生的时间差，计算被测流体的速度。
其核心原理在于：超声波在流体中的传播速度会受流体流动状态影响，具体表现为：
1、顺流时（传播方向与流体流动方向一致）：传播速度为 “声速 + 流体流速在声波方向的分量”，传播速度加快；
2、逆流时（传播方向与流体流动方向相反）：传播速度为 “声速 - 流体流速在声波方向的分量”，传播速度减慢。
二、测量装置
通常采用两个声波发送器（SA 和 SB）和两个声波接收器（RA 和 RB），或一对可收发的超声波换能器。换能器有两种安装方式。
1、反射式：安装在管道同一侧，通过管壁或反射板反射接收信号。真兰超声波小口径（DN15-DN40）热量表采用反射式。
2、对射式：分别安装在管道两侧，彼此正对；真兰超声波大口径(DN50以上)热量表采用对射式。
无论哪种方式，换能器与管道轴线成 θ 角（一般θ=45°），需测量顺流和逆流的传播时间。
3、时间差测量
流速计算：
c为超声波在静止流体中的声速；
v为流体沿管道轴线的平均流速；
L为超声波在流体中传播的有效声程路径长度；
θ为超声波传播路径与管道轴线的夹角。
优势：非侵入式 / 非接触式（无压力损失，适用于腐蚀性、卫生要求高的流体）；无活动部件，可靠性高、维护量低；宽量程比，可测双向流；适用于多种液体和气体。
局限：依赖声速c的精确值，需温度补偿或自校正；流体需良好传播超声波（含大量气泡、颗粒时精度下降）；安装位置和角度要求高；需精确测量纳秒级时间差，对电路要求高，成本相对较高。
