Ultraljudsdoppler är en teknik som används för att mäta flödet av vätskor genom att reflektera ljudvågor. Astronomen Christian Doppler föreslog först Dopplereffekten på 1840-talet, när han fann att vissa stjärnor hade andra färger än förväntat. Han föreslog att färgskillnaderna berodde på att stjärnor rörde sig mot eller bort från observatören och ändrade deras synliga färger. Även om Doppler studerade stjärnljus, trodde forskare att effekten också inträffade med ljud.
Ett senare experiment med musiker på ett tåg i rörelse och observatörer som stod på en tågplattform bekräftade Dopplers teori med hjälp av ljud. När ett föremål rör sig mot en stillastående eller icke-rörlig observatör, komprimeras ljudvågorna något, vilket resulterar i en högre tonhöjd än det faktiska ljudet. Efter att föremålet når observatören och rör sig bort, blir det skenbara ljudet lägre i tonhöjd, eftersom ljudvågorna sträcks ut något.
Längre ljudvågor har lägre tonhöjd, och resultatet är ett ljud som verkar lägre än det faktiska. Experimentet är lätt att återskapa genom att lyssna på ett fordon som kommer mot en observatör, sedan passerar och rör sig iväg. Om fordonet avger tut, har fordonets tuta ett högre tonläge, vilket kommer att ändras till ett lägre tonläge när fordonet passerar och rör sig iväg.
Denna Doppler-effekt kan användas i en ultraljudsflödesmätare. Ultraljudsljud är mycket höga frekvenser över mänsklig hörsel. De kan passera genom många vätskor och mänskliga vävnader innan de absorberas, vilket gör dem användbara i medicinsk diagnostik och industriella tillämpningar. En ultraljudsmätning av dopplerhastighet drar fördel av frekvensförskjutningen när ljudvågor reflekteras från rörliga vätskor.
De bästa resultaten erhålls när en ultraljudsdopplerenhet mäter en vätska som innehåller bubblor eller fasta partiklar. Ultraljudsljud reflekteras inte bra från klara eller mycket tjocka vätskor, eftersom viss reflektion av ljud tillbaka till en mottagare behövs för att mäta vätskeströmmens hastighet. Enheten sänder ut korta pulser av högfrekvent ljud och jämför den återkommande signalen med den utgående. Varje frekvensskillnad kan beräknas för att erhålla vätskans hastighet.
Tidiga tillämpningar av ultraljudsdopplermätning var inom det medicinska området, där ljudmätningar användes för att kontrollera blodflödet i artärer och vener utan att behöva utföra operation. Applikationer utvecklades också för att kontrollera ett foster under graviditeten genom att titta på hjärtat och blodkärlen som slår. Enheter som utvecklades i slutet av 20-talet kunde visa synliga rörelser av hjärtklaffar för att diagnostisera defekter och blockeringar.
I en industriell tillämpning fungerar ultraljudsdopplermätning bäst om ljudet skickas in i vätskan i en annan vinkel än 90°. Partiklarna eller bubblorna i vätskan måste röra sig mot eller bort från enheten för att den ska kunna mäta hastigheten korrekt. Ett fullt rör behövs för en korrekt mätning, eftersom ett delvis fyllt system inte kommer att returnera en användbar ljudsignal för att mäta hastighet.