超声波明渠流量计直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时，在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位，再按相应量水堰槽的水位流量关系反算出流量.普通明渠内流量与水位之间的对应关系，受渠道的坡降比和表面糙度影响。在渠道内安装量水堰槽，产生节流作用，使明渠内的流量与液位有固定的对应关系。这种对应关系主要取决于量水堰槽的构造尺寸，渠道的影响减至最小。
    仪表工作时，超声波感器固定安装在被测量液面上方。探头向水面发射脉冲超声波。声波通过空气到达液面，声波被液面反射成为反射波，探头接收反射波称为回波。探头下边的校正棒也产生反射被探头接收称为校正波。仪表根据发射波与回波、发射波与校正波之间的时差求出探头到液面的距离。在与探头到水位零液位的距离L减，即求出液位高度H。如图所示。
仪表的探头安装在量水堰槽水位观测点位置上，测量流经量水堰槽的水位。在仪器安装时，把相应量水堰槽的水位流量关系以数表形式经由按键装入仪表内存储器。仪表的微处理机由测出的水位，用查表法求出对应的流量值。数表中两相邻数值之间的数，用线性插值法求出。