单声道超声流量传感器在选定的流速剖面，采用声脉冲传播路径上流速获取流体线平均速度，从而积算体积流量。为提高超声流量传感器测量精度，对单声道超声流量传感器的测量误差和不确定性进行了深入分析，提出能够精确反映声程线速度的多声道测量方式。根据Gauss积分准则给出一种18声道超声流量传感器换能器结构布局，建立时差式双传感器超声流量测量理论模型。讨论安装角度、轴向位置、轴向角等对传感器性能的影响。该模型应用于某大流量水轮机效率模拟测量工程，测试试验结果与理论模型分析计算结果一致，测量精度显著提高。

针对在不具备直管段安装条件时,如何合理地选取多声道超声流量计的声道数量、测量断面及安装角度,本文从数学建模、误差分析、数值计算仿真与试验分析等方面,对DN400多声道超声流量计在弯管中的适应性进行了综合研究。利用高斯-雅克比数值积分法,给出了试验数据处理与数值仿真的数学模型,并分析了模型误差及横流的影响,提出利用双断面测量可减小横流的影响,并在数值仿真和试验中得到了验证。通过对声道数量、测量断面、安装角度进行数值仿真和试验表明,安装角度对低流速测量影响显著,最佳安装角应为0°;高流速测量应选用双断面,可根据测量精度的要求选用8声道或18声道。仿真结果与试验结果得到了很好的吻合,为进一步指导试验奠定了理论基础。

基于时差式超声流量计测量原理和Gauss-Legendre数值积分方法，建立了多声道超声气体流量计的数学模型．在建模过程中，根据瞬时流速以流速分布函数按面积积分的公式，推导出在弦向声道处的平均流速按声线积分的表达式，然后推导出在弦向声道处的平均流速加权求和的瞬时流速公式；应用Legendre多项式求解出高斯节点值和加权系数，即确定了各个声道的分布位置．以四声道交叉布置方式的超声气体流量计为例，通过Matlab仿真与误差分析，结果表明：在考虑流速分布的影响下，模型的测量误差不大于0．1％，验证了模型的正确性，因而多声道超声气体流量计完全能满足油气、天然气等气体在输送和分配计量中的精度要求．

在以弦向声道布置的多声道超声气体流量计原理的基础上,采用Gauss-Legendre数值积分和线性神经网络相结合的方法完成自适应调整权系数的多声道超声气体流量计建模。在建模过程中,根据Legendre正交多项式的节点值,计算多声道超声换能器的位置分布值,再按照Widrow-Hoff学习规则,由leanrwh函数求解出各声道的层流流速和权系数值表,最后根据实时测量出的层流流速,通过插值算法自适应匹配一组最佳的权系数值,计算出流速和流量值。并以4声道交叉布置方式的超声气体流量计为例,进行测量误差仿真实验和物理实验,误差均能满足实际测量要求。

通过单声道误差计算公式和误差统计权重系数的分析，得到多声道超声流量测量的误差计算公式，针对双弯管流场状况，计算对角式和平行式的多声道布置方式在不同安装角度下的误差一角度关系。结果表明，每一种布置方式均有理论测量误差较小的安装角度，但在精度要求较高时，应采用对角式的声道布置方案。

介绍了取得多国专利的韩国昌民技术有限公司的多声道超声流量计的原理、特点、应用范围以及主要技术参数;该流量计在市政水源厂、污水厂、石化炼油厂的大口径低流速、双向流的管道流量计量中已成功应用.

介绍了一种多声道超声气体流量计的电路设计。在该流量计中，采用时差法测量管路中气体的线平均流速，再利用加权积分的方法求得其面平均流速和流量。针对超声气体流量计的特点，着重讲述了发射电路的设计，以及各个声道之间如何有效的进行切换。同时也对如何准确识别超声信号进行了讨论。