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针对当前多声道时差式超声流量计空间对称式声道结构声道覆盖率较低，对不规则流场适应力较弱等问题，提出了立体多声道模型设计理论.推导出了满足期望覆盖率下的最少声道段数、各声道段与管道中心距离、声道数目及平面模型组合排列数量、单一声道的平面模型相邻声道段夹角的计算公式；进行了多声道拓扑结构设计；最后进行了算例设计和样机生产.实例计算与应用表明，文中提出的时差式超声流量计立体多声道模型设计方法具有可行性、先进性和实用性的特点.