超聲波熱量表系統要求能夠精確測量時差信號并進行信號處理和操作，發揮芯片的處理、運算能力，實現高精度、低功耗的設計。在接觸的廠家中，部分企業在信號處理，低功耗設計方面做的比較出色。
1.信號處理
超聲波熱量表流量傳感器發射端的超聲波換能器發出的聲波經過液體傳至與其相對的接收端換能器時，由于流體介質中雜質顆粒及氣泡、外界電磁等干擾，以及各種復雜環境的工業現場噪聲，導致一方面超聲波信號衰減很大，另一方面信號不穩定，出現很多雜波，因此需要采用一定的技術手段進行處理，國內常采用閾值檢測方式，設置一個信號幅值門檻來濾除干擾信號。
但換能器長期使用會出現性能老化，發射效率或靈敏度下降等問題，由于接收到的超聲波回波信號幅度減小，而可能被當做干擾信號濾除，導致超聲波熱量表無法正常工作。因此部分企業采取了過零檢測方式，即只要收到信號，無論信號幅值大小均視為有效信號。并配套采用使能窗（動態延時觸發），屏蔽雜波影響，以保證接收到的超聲波信號確為同一個發射波，從而提高了檢測的靈敏度和穩定性。
另外為避免水中雜質干擾，一些企業采用多脈沖超聲波信號控制技術，一次測量過程中連續發送多個脈沖，相應接收到多個波束信號，并以上一個接收信號的幅值作為下一個接收信號放大增益調整的依據，從而減少因水中雜質對脈沖信號的影響，以提高測量可靠性。
2.低功耗設計
低功耗設計主要集中在熱量表休眠方式和分時工作方式，常規定：
（1）熱量表在無流量時自動休眠；
（2）流量和溫度變化不大時，不影響流量測量精度的前提下，延長測量時間間隔等方式；
（3）在程序運行過程中，當一些外圍器件不需要時，利用單片機I/O端口控制相應的電源開關，以停止向其供電。
通過以上方式，從而降低熱表功耗，延長電池使用時間。
超聲波技術元器件選用與設計
在基本電子元器件選用上，國內超聲波廠家選擇較為一致，溫度傳感器采用Pt1000型配對鉑電阻測溫探頭；微處理器選用以美國德州儀器（TI）生產的MSP430F系列芯片；計時芯片選用德國ACAM公司TDC-GP2芯片，目前GP2在逐漸被更新的GP21取代。
同時在電子元器件品級選用上，一般采用民用級為主，唯獨一家企業提出采用工業級芯片和寬溫液晶屏，以提高對環境溫度的適應性，使熱量表可在-25℃低溫環境下工作。
1.配對溫度傳感器目前國內各廠家溫度傳感器基本選用了Pt1000，只有為數不多幾家企業在大口徑熱量表中采用Pt100溫度傳感器，采用外接電源方式供電。與Pt100和Pt500相比，Pt1000溫度傳感器信噪比可提高2-10倍。
目前國內配對溫度傳感器的技術相對已經成熟，生產廠家也較多，如久茂、博控、海創、都華、韓通等。
2.微處理器（MCU）市面上產品的微處理器以德州儀器生產的MSP430F系列為主，該款微處理器待機功耗低，程序代碼存儲空間32k字節，可以滿足熱量表復雜的程序運算所需要龐大代碼容量；同時運行速度更快，比8位機運行速度提高四倍，縮短了運算時間。同時該芯片集成了LCD液晶驅動電路，可以驅動4個公共端24個段位的液晶，不需要額外增加另外的液晶驅動電路，方便電路設計，減少制造成本。也有研發人員提出可采用像SiliconLabs、Renesas等公司生產的單片機系列是更好選擇，但目前實際生產中還沒有見到企業采用該兩家公司單片機的實例[2]。
3.計時芯片以德國ACAM公司生產的TDC-GP2為主，該款芯片時間測量精度高，達到到65ps的精度，同時具有高速脈沖發生器，接收信號使能，時鐘控制等功能。其次該芯片封裝尺寸小，適用于低成本的工業應用領域，尤其適合于超聲波流量測量和熱量測量方面的應用。
2011年ACAM公司在GP2的基礎上推出GP21，它提供了與TDC-GP2pin-to-pin管腳完全兼容的功能，另外還對一些性能進行了提高，雙精度模式可達45ps,四精度模式達22ps，并增加了很多擴展的功能。該款芯片呈現出取代GP2的趨勢，很多企業也順應技術發展形式，采用GP21以提高測量精度。但是在采用GP21，提高了時間分辨率的同時，由于其原始設計為過零檢測，也提出了如何應對雜波干擾的問題，需要采取包括對信號降噪處理等一定的技術手段真正提高測量的精度和穩定性。
在國內計時器的研發上，北京一家企業已研發出一時間測量電路，據稱在計時精度和功耗等方面可代替甚至超過進口計時芯片（GP2）的性能，但還沒有做到集成電路專用芯片的程度。
4.換能器換能器是超聲波熱量表最關鍵的部件之一，由壓電陶瓷片和既能透聲，又能保證密封、防水的外殼等組成；功能是一方面能將電信號轉換成超聲波信號在水中定向傳播，另一方面又能將接收到的超聲波信號轉換為相應的電信號。換能器的性能好壞直接影響到熱量表的計量精度，而由于國內材料科學及基礎工業與國外存在的一定的差距，目前大部分國產熱量表選用的換能器性能較差。特別應提請注意的是耐老化性能。為了保證超聲波流量計能有5—10年的使用壽命，國外廠家使用的換能器必須經過強制老化，在出廠前通常都會采取冷熱交替方式加載后進行檢測，確保長期測試性能不發生超差的變化。國內熱量表企業忽略這項十分重要的工作，勢必給其產品留下隱患！
在換能器封裝上國內廠家有兩種做法，一種采用PPS、PSF等熱塑樹脂封裝，另一種是采用不銹鋼罩進行封裝。認為采用不銹鋼罩來密封和發射聲波信號，能提高了信號幅值，擴展流量測量下限，增加流量測量量程比，但具體性能差異還需要對比檢測。
有的企業關注了超聲波換能器的電/聲匹配問題，對換能器采用所謂雙層匹配技術方案，通過改進換能器壓電陶瓷片的匹配層和吸聲層，增加了換能器帶寬，并減少余震，提高了流量測量的穩定性。
總體來說，國內與國外的熱量表企業在超聲波熱量表換能器及選用技術存在不小差距。除壓電陶瓷片的材料配方和制備外；結構上，透聲、吸聲和密封以及必要的屏蔽接地性能的綜合設計有的以偏概全；成對使用的兩只換能器參數的一致性或是匹配性沒有得到應有的重視；如此等等。應該引起足夠的重視。
5.電路抗磁干擾設計在“熱量表”行業標準中提出熱量表應具有一定的抗磁干擾能力，當受到強度不大于100kA/m的磁場干擾時，不影響其計量特性。
但是部分企業不重視該項內容。“熱量表”行業標準還要求“在電源電壓變化、電快速瞬變、電磁場、電浪涌、工頻磁場、靜電放電環境條件中，熱量表的功能不應改變，熱量表應能正常工作”。部分熱量表抗電磁干擾能力嚴重不達標，甚至出現在熱量表旁邊撥打手機就可導致熱量表液晶顯示不正常、或者數據丟失的現象。因此一些企業通過抗干擾電路設計，增加保護電路，采用專用元器件和材料等方式，提高了抗磁干擾和抗靜電干擾能力，在靜電ESD測試，測試電壓可達10KV，高于熱量表的8KV檢測標準。
