يستخدم مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية طريقة فرق الوقت بالموجات فوق الصوتية لقياس معدل تدفق السائل، وهو أحد أساسياته التقنية. المبدأ الأساسي لطريقة فرق الوقت بالموجات فوق الصوتية هو أن سرعة انتشار الإشارة فوق الصوتية في السائل ستتأثر بمعدل تدفق السائل. عندما تنتشر الإشارة فوق الصوتية في اتجاه مجرى السائل، ستزداد سرعتها؛ وعندما تنتشر الإشارة فوق الصوتية في اتجاه مجرى السائل، ستتباطأ سرعتها.
في التنفيذ المحدد، يقوم مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية عادةً بتثبيت زوج من المحولات فوق الصوتية (المرسل والمستقبل) في خط أنابيب السائل، والتي تقع على جانبي خط الأنابيب. أثناء عملية القياس، يصدر المحول فوق الصوتي إشارات فوق صوتية بالتناوب ويحسب معدل التدفق عن طريق قياس فرق الوقت لانتشار الإشارة في السائل. بعد ذلك، وفقًا لمعدل التدفق والمساحة المقطعية لخط الأنابيب، يمكن حساب معدل تدفق السائل.
بالإضافة إلى قياس التدفق، يحتاج مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية أيضًا إلى قياس درجة حرارة الماء الداخل والخارج بدقة من أجل حساب فرق درجة الحرارة. ولتحقيق هذه الغاية، عادةً ما يكون مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية مزودًا بزوج من أجهزة استشعار درجة الحرارة عالية الدقة، والتي يتم تثبيتها على أنابيب المدخل والمخرج لنظام التبادل الحراري. يمكن لأجهزة استشعار درجة الحرارة هذه جمع ونقل بيانات درجة حرارة الماء في الوقت الفعلي لضمان دقة حساب الحرارة.
بعد الحصول على بيانات معدل التدفق وفرق درجة الحرارة، يستخدم مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية صيغة حساب الحرارة في المبدأ الديناميكي الحراري لحساب الحرارة التي حصل عليها نظام التبادل الحراري. تتضمن هذه الصيغة عادةً معلمات مثل كثافة السوائل وقيمة المحتوى الحراري ومعدل التدفق وفرق درجة الحرارة. أثناء عملية الحساب، سيقوم مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية أيضًا ببعض التعويضات والتصحيحات حسب الحاجة لضمان دقة وموثوقية حساب الحرارة.
المُدمِج في مقياس الحرارة بالموجات فوق الصوتية هو أحد مكونات المعالجة الذكية الرئيسية. وهو مسؤول عن جمع الإشارات من أجهزة استشعار التدفق وأجهزة استشعار درجة الحرارة، وإجراء المعالجة المسبقة مثل الترشيح والتضخيم وتحويل A/D. بعد ذلك، يستخدم المُدمِج المعالج المدمج وصيغة حساب الحرارة المخزنة مسبقًا لإجراء حسابات في الوقت الفعلي للحصول على القيمة الحرارية التي حصل عليها نظام التبادل الحراري. وفي الوقت نفسه، يمكن للمُدمِج أيضًا تخزين نتائج الحساب ونقل البيانات وتبادلها مع الكمبيوتر المضيف أو الأجهزة الأخرى من خلال واجهة الاتصال.
تُستخدم مقاييس الحرارة بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في أنظمة التبادل الحراري المختلفة نظرًا لمزاياها مثل القياس الدقيق والتركيب المرن والصيانة المريحة. يمكن استخدامها لقياس استهلاك الحرارة في أنظمة التدفئة ونقل الحرارة في أنظمة التبريد الصناعية وسعة التبريد في أنظمة تكييف الهواء. بالإضافة إلى ذلك، تتميز مقاييس الحرارة بالموجات فوق الصوتية أيضًا بخصائص مقاومة الماء والغبار والتآكل، ويمكن أن تعمل بشكل طبيعي في البيئات القاسية.