超声波流量计通过超声波在流动流体中的传播，承载流体流速信息，将信号进行处理，提取当中的流速信息并将流速信息转换成流量信息。超声波流量计与传统的流量计相比，具有安装简便，不改变流体的流动状态，可方便地实现非接触测量，适合各种管径的测量等优点，是一种理想的流量计。然而，由于超声波流量计只是在近几十年才出现的一种新型仪表，特别是在测量对象为气体的流量计国内尚不多见，也没有实现国产化。 作为超声波流量计的理论基础，本文重点对超声波流量计的测量原理、流场的分布及流场对超声波信号质量的影响、声道优化布置、超声波换能器结构和超声波的衰减特性作了详细的分析。 同时本文研制了一种气体超声波流量计的样机。本文通过分析大量的资料，提出以能避免温度变化对测量精度影响的改进型的时差法算法作为系统的测量原理，并针对该测量原理，调试成功一套超声波信号发射、接收和切换电路，结合实际情况加入了抗干扰措施，提高了接收信号的质量。在模拟电路调试通过之后，加入主控芯片FPGA和单片机，使整个系统能够完成基本的流量测量功能，并用VB编写了上位机程序，实现了利用单片机串口将测量结果送至上位机进行保存和分析的功能。 本文还进行了样机部分系统的功能性验证实验。实验结果表明系统在零流速条件下系统最大测量流速为15毫米/秒；在阶跃实验中，利用德尔福热线式空气流量计与样机作类比实验，样机与之有相耦合的数据，表明样机具有能反映流量瞬时变化趋势的能力；在实流量实验中，以实验数据样本均值代替真实流速，平均测量相对误差为2.7％。 本文最后给出了研究结果及其讨论，为下一步工作提出了相应的建议。