超聲波流量計以渡越時間法為測量原理，使用一對或多對換能器測量聲道流速，每一對換能器之間的傳播距離為Lp，位于上游的換能器A1與位于下游的換能器A2之間的連線與管道中軸線夾角為θ。上游換能器和下游換能器交替發送和接收超聲波脈沖，按脈沖到達時間計算平均軸向流速。在任一給定瞬間，流動液體中的表觀聲速與同一液體靜止狀態下的聲速之差同液體的瞬時流速成正比。因此，沿著聲道朝兩個方向發射超聲信號，然后測量渡越時間差即可確定聲道上液體的平均軸向流速。再結合管道直徑D確定橫截面積，即可計算出流過管道液體的體積流量。相關計算公式參照《封閉管道中流體流量的測量 渡越時間法液體超聲流量計》（GB/T 35138—2017）。
便攜式超聲波流量計的換能器布置方式常采用夾裝折射式，分為Z方式、V方式和N方式，按照聲道數量分為徑向單聲道、徑向多聲道、弦向多聲道和復合多聲道等。V方式和N方式適用于小管徑測量，通過增加傳播時間來提高測量準確度。Z方式適用于大管徑和超聲信號衰減較嚴重的管道，通過縮短傳播距離以提高信號質量。
便攜式超聲波流量計主要用于現場管道流量的臨時測量，因此設計時要考慮便攜性、易用性和功能性。便攜性指流量計結構設計要緊湊，主機和換能器外殼小巧、質量輕、方便拿取，整機采用電池供電和低功耗設計。易用性指管道參數設置簡單，換能器拆裝方便，信號調試便捷、快速，調試信息顯示全面。功能性指要滿足在線校準功能需求，具有多組管道參數存取、流量測量曲線顯示、平均流量計算、測量數據存儲和輸出等功能。以此為基礎，便攜式超聲波流量計主要由電池充電模塊、電池電量監測模塊、主處理器、數據存取模塊、通用串行總線通信模塊、顯示屏、按鍵、超聲信號收發處理模塊和換能器等組成。
