近些年来,超声波流量计飞速发展,因其具有的非接触式、高重复性、对被测量流体的适应性等优势,广泛运用于各个领域。但同时,超声波流量计在测量方面又存在流场环境复杂、受传感器性能限制、传播信号不稳定、声学干扰严重、压力温度误差大等问题,严重影响计量精度,这些都是急需解决的关键问题。本文对影响超声波流量计测量精度的因素进行充分调研后,针对性的选取了时间测量精度、流体流场分布两大关键技术进行详细分析和研究。本课题基于超声波相位差法测量原理。采取高精度时间测量方法—改进的模拟内插法。以矩形波脉冲组信号为传感器激励信号,将接收信号与激励信号的相位差累加,再作为电容充电的时间控制信号,获取对应的放电时间扩展脉冲,从而将时间测量分辨率从1?s提高到了3ns~5ns。以时间测量电路为核心,设计了一套高精度的流量测量实验装置,主要包括激励信号发射电路、接收信号处理电路、流速计算上位机程序。采用计算流体动力学(CFD)方法进行流场仿真,主要包括两部分:一是还原真实实验场景,研究实验管道流场分布对实验装置测量结果的影响,并针对性的提出一种流速修正方案。二是为了研究如何改进装置和安装方案能减缓流场影响。模拟了水平面U型管和受重力影响U型管作为阻流件,其下游流体稳定性分布情况,得到不同流速与稳定流场的位置关系。并通过CFD仿真数据说明流量计测量稳定性受流场稳定性影响。并提出了一种多声道布置方案以提高测量精度和测量稳定性,通过仿真数据验证了该方案的有效性。设计了一套实验平台,配合静态测试实验与气体增量实验验证以上工作成果。根据流速修正方案对实验装置测量流速进行修正,得到的修正后流速线性性能良好,误差在5%以内,但稳定性还有待提高。结合流场仿真结果对为后续研究提出改进方向与建议。