超声波气体流量计具有测量精度高、测量范围大、压力损失小等优点。它已被许多国家政府机构批准作为天然气贸易结算的法律测量工具。到目前为止，只有少数制造商具有独立的研发能力，其中外国产品占据了超声波气体流量计的绝大部分。与超声波液体流量计不同，超声波气体流量计中的超声波信号在气体介质传输过程中衰减较大，超声波传感器的工作频率一般在40~200kHz之间。该频率范围非常容易受到声噪声的干扰，导致超声波接收信号噪声比低，难以准确测量跨越时间。一般来说，提高管道中被测气体的压力可以提高超声波接收信号的质量，因此市场上的超声波气体流量计主要用于天然气流量测量。

由于超声波接收信号的信噪比，很难提高超声波跨越时间检测的准确性。目前，广泛应用于超声波气体流量计跨越时间检测的算法主要包括相关方法、阈值法等。采用回波法获取参考波形，与直接接收的超声信号相关的计算时间完成流量计算。由于该方法多次参考波形反射，在小直径环境中适应性好，超声信号在大直径下很难保证稳定接收，因此该方法有很大的局限性；建议在多个静态无风环境中平均处理接收波形，构建参考波形，然后计算与实际接收波形相关的跨越时间。由于忽略了温度、压力等因素对超声波接收波形状的变化，该方法的环境适应性非常有限；超声波跨越时间采用可变阈值法计算，校准试验仅在音速喷嘴气体流量标准装置上完成。该方法的测量结果表明，该方法仅在低压下进行。

为了测试超声波气体流量计在低压环境中的适应性，建立了压力试验平台，完成了不同负压等级的信号衰减试验，并分析了影响规律。进一步设计了带过滤电路和自动增益控制电路。基于FPGA，采用相对阈值法和过零检测法，实现了超声波跨越时间检测和流量计算，检测了工业试验中样品的测量精度。