Ultraschall-Durchflussmesser messen Wasser oder andere Flüssigkeiten und in einigen Fällen auch Gase, die durch Rohre strömen. Diese Messgeräte können sowohl die Geschwindigkeit als auch den Volumenstrom einer Flüssigkeit messen. Sie sind einfach zu verwenden, da Ultraschall-Durchflussmesser im Gegensatz zu den meisten Messgeräten auf die Rohre geklemmt und nicht in ihnen installiert werden, sodass der Durchfluss nicht unterbrochen werden muss, um einen zu installieren.
Es gibt zwei Haupttypen von Ultraschall-Durchflussmessern – Laufzeit-Durchflussmesser und Doppler-Durchflussmesser. Beide Typen klemmen auf die Außenseite der Rohre, unterscheiden sich jedoch in der Methode zur Messung des Durchflusses und jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Laufzeit-Durchflussmesser funktionieren besser für saubere Flüssigkeiten, die nicht viele Luftblasen oder feste Partikel enthalten. Doppler-Durchflussmesser hingegen erfordern, dass die Flüssigkeit Blasen oder Partikel enthält, um den Durchfluss zu messen, sie erfordern jedoch auch, dass sich die Flüssigkeit mit oder über einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt.
Laufzeit-Ultraschall-Durchflussmesser, auch Transmissions-Durchflussmesser genannt, verwenden ein Prinzip, das als Phasenverschiebung bezeichnet wird. Zwei Wandler, die Ultraschallenergiestrahlen sowohl senden als auch empfangen, sind in einiger Entfernung voneinander auf dem Rohr positioniert. Das Messgerät misst die Zeit, die die Energie für die Fahrt in jede Richtung benötigt, und ermittelt die Differenz zwischen den beiden Zeiten. Diese Differenz ist direkt proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die vom Durchflussmesser bei jeder Messung berechnet wird.
Doppler-Ultraschall-Durchflussmesser nutzen den Doppler-Effekt, der besagt, dass die Frequenz von Schallwellen davon abhängt, wie sich sowohl die Quelle als auch der Beobachter des Schalls bewegen. Wie Laufzeitmessgeräte verwenden Doppler-Varianten zwei Wandler, aber ein Wandler sendet nur und der andere empfängt nur. Der sendende Wandler sendet Ultraschallenergiestrahlen aus, und Partikel oder Blasen in der Flüssigkeit bewirken, dass sich die Frequenz der Strahlen ändert. Diese Frequenzverschiebung wird vom empfangenden Wandler gemessen und ist proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit.
Ultraschall-Durchflussmesser sind vielseitig einsetzbar, da sie den Durchfluss verschiedener Flüssigkeiten messen können, darunter nicht nur Wasser, sondern auch Abwasser, Öle und Flüssigkeiten, die durch industrielle Prozesse hergestellt werden. Diese Messgeräte werden am häufigsten verwendet, um den Durchfluss in Rohren zu messen, können aber auch zur Messung in offenen Kanälen verwendet werden. Dazu wird der Wasserstand im Kanal gemessen, der dann auf den Volumenstrom bezogen werden kann.