Úthljóðsvatnsmælar reikna flæði fyrst og fremst út frá úthljóðstíma-mismunaaðferðinni. Nánar tiltekið eru ultrasonic transducers settir upp á báðum hliðum pípu, þar sem önnur hliðin sendir úthljóðsmerkið og hin tekur við því. Þegar vatnið er kyrrt er útbreiðslutími úthljóðsbylgjunnar sá sami bæði andstreymis og niðurstreymis. Hins vegar, þegar vatnið flæðir, eykst útbreiðsluhraði úthljóðsbylgjunnar niðurstraums, en öldunnar hægir á niðurstreymi, sem leiðir til tímamismun. Þessi tímamismunur hefur sérstakt stærðfræðilegt samband við vökvahraðann, sem gerir kleift að reikna flæðihraða út frá þversniðsflatarmáli pípunnar.
Grunnformúlan fyrir flæðishraða (Q) er: Q=V * S
Þar sem V er vökvahraði og S er þversniðsflatarmál pípunnar. Rennslishraði V er ákvarðaður með því að reikna út tímamismuninn sem fæst með úthljóðsmælingu.
Það er mikilvægt að hafa í huga að staðsetning og uppsetningaraðferð ultrasonic vatnsmælis hefur veruleg áhrif á mælingarnákvæmni hans. Almennt talað, til að tryggja mælingarnákvæmni, skal setja mælinn í beinan pípuhluta og forðast uppsetningu nálægt olnbogum eða lokum til að lágmarka áhrif vökvatruflana á mælingarniðurstöðurnar.
