随着人口的快速增长,全球经济的飞速发展,资源短缺和环境污染越来越突出,尤其是淡水资源和污水排放问题。面对严峻的现状,各国政府都采取相应制度措施,来应对这一问题,那么就迫切需要高精度的仪表对液体流量进行准确的计量,超声流量计以测量方式简单、计量精度高、无接触测量等优点应运而生。从近年来国内外对超声流量计研究热点分析,超声流量计研究向高精度、高稳定性、智能化和低功耗化方向发展。本文基于时差法测量原理,对高精度、低功耗关键技术做了深入的探索与研究,研究工作主要分以下几个方面:1、对管道内流体的运动状态进行深入分析,在此基础上推导出在层流和紊流状态下,面平均流速的修正系数,使得计算出的流速更接近真实值,提高计量精度;基于超声换能器谐振特性、超声波传播特性提出了超声换能器的电、声匹配,通过驱动电路使超声换能器工作在谐振点上实现电学匹配,在超声换能器内部加阻尼块,使晶体起振后能很快恢复静止状态,通过声、电匹配可提高超声波信号的稳定性,是精度提升的基础。2、结合超声流量计阀值比较模型和超声波信号过零点不受其电压幅度变化影响的优点,提出了过零阀值比较模型,阀值比较模型可以有效去除接收换能器接收到超声波信号之前的干扰信号,而超声波过零点不随其电压幅度变化而变化,结合两者的优点可以有效抑制静态时间差变化很大的范围,实验证明该方法可以很好抑制静态零点漂移;在53H算法基础上提出了改进算法,通过实际测量的时间差数据离散点产生一个曲线的平滑估计,然后将实际测量值与这一估计值进行逐一比对来识别异常点,最后实现对异常点使用估计值替换,剔除误差数据。实验表明,实际效果和实验仿真相吻合,提高了计量精度。3、通过深入分析系统功耗产生的原因,选择低功耗的芯片,在不影响计量精度的同时,简化数据处理算法、信号处理硬件电路的分时开启和关闭以及MCU的休眠机制来实现降低功耗的目的,实验证明该方法是可行的。基于对时差式超声流量计关键技术的研究实现了实验样机,并对其进行了测试,结果表明该实验样机满足《JJG 1030-2007超声流量计》规定的一级精度标准。