所有科隆超聲波流量計都是通過傳輸時間差法來測量流量。時差法的測量是基於一個簡單的物理事實。想像一下，兩個小船沿著同一條直線面對面的穿越一條河流：一條船是順流而下的而另一條船是逆流而上的。很明顯，順流而下的小船到達對岸所需的時間比逆流而上的小船少。

超聲波的行為方式和小船完全相同。聲波沿著介質流動的方向傳播比逆著方向傳播速度快（vAB > vBA）。

傳輸時間tAB和tBA 被連續測量。兩個超聲波傳輸的時間差（tBA - tAB）與介質的平均流速（vm）成正比。

單位時間內的流體的體積流量是介質的平均流速乘以管道截面積。

不同的液體介質可以通過直接測量超聲波的傳輸時間來鑒別。例如，假設通過相同的路徑長度（L），在水中的傳輸時間比在原油中要短。