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煙氣超聲波流速儀常被用于精準測量煙氣的流量，按照其測量原理可分為傳播時間法和多普勒頻移法，其中傳播時間法又可分為時差法、相位差法、頻率差法三種。目前絕大多數的煙氣超聲波流速儀的測量原理都采用時差法。

 超聲波在流體中的傳播時，順流方向和逆流方向的傳播速度是不一樣的，其順溜與逆流的傳播速度的時間差與流體的流速成正比。所以只要測量超聲波發射器和接收器在兩個方向的傳播時間差，就可以測得流體的流速。

通常煙氣超聲波流速儀現場安裝時，在煙囪或煙道的兩側各安裝一個超聲波發射/接收傳感器。超聲波的發射端和接收端典型的角度為30~60°，超聲波的發射頻率為50kHz。超聲波發射器將電信號轉換為聲脈沖信號，超聲波的接收器再將聲脈沖信號轉換為電信號。順流時聲脈沖信號從發射端到接收端與逆流時聲脈沖信號從發射端到接收端的時間差與煙氣的流速成正比。

 除此之外，超聲波在流體中的傳播速度受流體的組分、溫度與壓強影響。溫度越高、壓強越大，則超聲波的傳播速度越快，反之則越小。

現在的煙氣超聲波流速儀都帶有自動補償功能 。對于煙氣的溫度和壓強產生變化時，對于測量煙氣流量結果影響很小。