本论文的研究工作是结合导师横向科研课题“三表合一远抄系统”展开的。超声波水表计量精度高，测量时不破坏流场，没有压力损失，安装、检修均不影响管路系统及设备的正常运行，是一种很有发展前途的非接触式流量测量方法。论文在对各种超声测量方式进行分析后，选择了时差法作为流量测量方式。论文分析了传统时差式超声波水表易受流体速度场分布、管道制造工艺以及环境温度的影响，超声信号到达时刻不能精确测量等不足之处，提出了本论文的研究目标，并制定了主要研究内容。论文首先从流体力学的角度出发，对管道流体的速度分布规律进行了研究；讨论了超声波形转换及探头频率的选择等问题；分析了影响计量精度的主要因素，并就时差式超声水表的主要缺点提出了改进措施；设计了超声波水表的硬件设计方案，包括发射电路、接收电路、通信电路以及抗干扰措施等；研究了采用小波变换技术检测超声波信号的到达时间的方法。论文的主要创新点如下：1、结合水平圆形管道在不同流场下的速度分布规律，讨论了弯管和粗糙度对流场的影响，为测量管道截面平均流速修正方法提供了理论依据，使水表能够针对不同流场进行自适应调整；2、分析了影响流量计量精度的主要因素，提出了一种新的超声波传播时间测量方法，克服了传统时差式超声水表受温度影响较大的缺点；3、应用TMS320F2812内置A/D转换器的精度改良算法，采用小波变换技术取代传统的过零检测和阈值检测方法，精确定位超声波信号的到达时间，从而减小了测量误差，提高了计量精度。本论文研究的采用小波变换精确定位超声波信号到达时间的方法可应用于其它超声检测领域，同时为其他信号的检测提供了一种新的研究思路和方法。