多声道气体超声波流量计以其精度高、稳定性好、流场适应性强等优点受到用户的青睐,并在工业流量测量以及贸易计量方面都起着很重要的作用。本课题主要对多声道气体超声波流量计测量原理、精度影响因素、温压补偿、基于FPGA的系统设计和多声道权重系数分配的优化等几方面进行研究。流量计采用时差法测量原理,平行交叉式声道布置。本文对气体超声波流量计的测量原理和影响测量精度因素以及温压补偿方法进行了理论分析;并利用现场可编程门阵列(FPGA)进行超声波流量计的系统设计,在FPGA内部设计了超声波脉冲触发、高精度时间测量、多声道切换逻辑控制与单片机通信等电路来实现对外围器件的控制以及气体流量的高精度测量。结合国际上传统的声道权重系数分配方法高斯-雅克比积分法和圆管最优积分法,提出了在单个换能器不能正常工作而导致的测量结果存在较大误差时,利用加权数据融合算法能够自适应的计算出最优的权重系数,使得流量计的测量结果更加准确;提出了在非理想流场情况下利用非线性最小二乘法计算各声道的权重系数,并应用CFD仿真软件FLUENT对非线性最小二乘法进行模拟仿真验证。最终,应用中环天仪股份有限公司的流量标定环境,在DN100口径的管道上对超声波流量计的样机进行标定。标定结果表明,样机的精度等级和重复性都满足1级表要求,满足了大多数工业现场的测量需求。