多普勒超声波流量计是利用相位差法测量流速，即某一已知频率的声波在流体中运动，由于液体本身有一运动速度，导致超声波在两接收器(或发射器)之间的频率或相位发生相对变化，通过测量这一相对变化就可获得液体速度。多普勒超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，而且可以测量连续混入气泡的液体。但是根据测量原理，被测介质中必须含有一定数量的散射体(颗粒或气泡)，否则仪表就不能正常工作。超声波在传播路径上如遇到微小固体颗粒或气泡会被散射，因为用时差法测量含有这类东西的流体时就不能很好地工作，时差式只能用来测量比较洁净的流体，而多普勒法却是利用超声波被散射这一特点工作的。工业排水的流体流动都是自然流动，流量大，非满管并且具有自由水面，测量有一定难度。非满管超声流量计可以解决这一难题，目前非满管超声流量计广泛应用于自来水、市政污水、工厂污水排放、油田污水排放测量。
多普勒超声波流量计的优势：
1、高精度，满足低流量测量
不受气体中固体颗粒和液滴的各种参数的干扰，并且可采用多次反射将声程加长。单路径超声波流量计的精度通常在1%至2%的范围内，而通过使用多条路径，它可以达到0.5或更高的精度范围。此外，由于超声波流量计量程比较宽，它非常契合小型沼气工程的“峰谷”特性，能够满足低流量测量。
2、极少的压力损失
压损是天然气输送中存在的主要问题。孔板流量计流体压力损失的主要原因是孔板前后涡流的形成以及流体的沿程摩擦，它使得流体具有的总机械能的一部分不可逆转地变成了热能，消失在流体内。涡轮流量计依赖转子转速来确定流量，当天然气流经涡轮，引起转子旋转，同样会产生压损。使用多普勒超声波流量计不用在流体中安装测量元件，故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行，因而极少或无压力损失，是一种理想的节能型流量计。
3、无运动部件
运动部件主要是涡轮流量计的问题，涡轮流量计的转子，包括轴承，都会受到磨损。化学品和污垢在影响轴承的同时，也会影响涡轮流量计的性能。超声波流量计不存在易于磨损的运动部件，可保证长期使用精度不变，与此同时，无运动部件也让超声波流量计具有低维护特性。
4、低维护
无运动部件是超声波流量计低维护的原因之一，另一个因素则与它本身无磨损有关。孔板流量计随着时间推移不断遭受磨损，导致测量准确性劣化。当流体中存在污垢或任何其它杂质，则尤其如此。因此，孔板式流量计需要定期检查磨损，并确定它们是否仍然读数准确。与之相反的，由于超声波流量计不会磨损，并且没有运动部件，维护成本非常低。
5、轻松处理大尺寸管径
可以轻松地适用于大尺寸的管道。事实上，用于天然气流量测量的超声波流量计6英寸及更大的管道。为了测量大管道中的天然气流量，例如20、30和36英寸管道，可能需要不止一个的孔板流量计。在这些情况下，流体有时会被转移到一组较小的管道中，以达到测量的目的。这也是为什么超声波流量计可以代替多达十个孔板流量计。
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