超声波流量计以渡越时间法为测量原理，使用一对或多对换能器测量声道流速，每一对换能器之间的传播距离为Lp，位于上游的换能器A1与位于下游的换能器A2之间的连线与管道中轴线夹角为θ。上游换能器和下游换能器交替发送和接收超声波脉冲，按脉冲到达时间计算平均轴向流速。在任一给定瞬间，流动液体中的表观声速与同一液体静止状态下的声速之差同液体的瞬时流速成正比。因此，沿着声道朝两个方向发射超声信号，然后测量渡越时间差即可确定声道上液体的平均轴向流速。再结合管道直径D确定横截面积，即可计算出流过管道液体的体积流量。相关计算公式参照《封闭管道中流体流量的测量 渡越时间法液体超声流量计》（GB/T 35138—2017）。
便携式超声波流量计的换能器布置方式常采用夹装折射式，分为Z方式、V方式和N方式，按照声道数量分为径向单声道、径向多声道、弦向多声道和复合多声道等。V方式和N方式适用于小管径测量，通过增加传播时间来提高测量准确度。Z方式适用于大管径和超声信号衰减较严重的管道，通过缩短传播距离以提高信号质量。
便携式超声波流量计主要用于现场管道流量的临时测量，因此设计时要考虑便携性、易用性和功能性。便携性指流量计结构设计要紧凑，主机和换能器外壳小巧、质量轻、方便拿取，整机采用电池供电和低功耗设计。易用性指管道参数设置简单，换能器拆装方便，信号调试便捷、快速，调试信息显示全面。功能性指要满足在线校准功能需求，具有多组管道参数存取、流量测量曲线显示、平均流量计算、测量数据存储和输出等功能。以此为基础，便携式超声波流量计主要由电池充电模块、电池电量监测模块、主处理器、数据存取模块、通用串行总线通信模块、显示屏、按键、超声信号收发处理模块和换能器等组成。
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