Ultrazvučni dopler je tehnika koja se koristi za mjerenje protoka tekućina reflektirajući zvučne valove. Astronom Christian Doppler prvi je predložio Dopplerov efekt 1840-ih, kada je otkrio da određene zvijezde imaju različite boje od očekivanih. Predložio je da su razlike u bojama posljedica činjenice da su se zvijezde kretale prema ili od promatrača, mijenjajući svoje vidljive boje. Iako je Doppler proučavao zvjezdano svjetlo, znanstvenici su vjerovali da se učinak javlja i kod zvuka.
Kasniji eksperiment s glazbenicima u vlaku u pokretu i promatračima koji stoje na peronu vlaka potvrdio je Dopplerovu teoriju korištenjem zvuka. Kako se objekt kreće prema promatraču koji miruje ili se ne kreće, zvučni valovi su blago komprimirani, što rezultira višom tonom od stvarnog zvuka. Nakon što objekt stigne do promatrača i udalji se, prividni zvuk postaje niži, jer se zvučni valovi lagano rastežu.
Duži zvučni valovi su niže visine, a rezultat je zvuk koji se čini nižim od stvarnog. Eksperiment je lako reproducirati, slušajući vozilo koje dolazi prema promatraču, zatim prolazi i udaljava se. Ako vozilo zatrubi, sirena vozila koja se približava ima viši ton, koji će se mijenjati u niži ton kako vozilo prolazi i udaljava se.
Ovaj Dopplerov učinak može se koristiti u ultrazvučnom uređaju za mjerenje protoka. Ultrazvučni zvukovi su vrlo visoke frekvencije iznad raspona ljudskog sluha. Mogu proći kroz mnoge tekućine i ljudska tkiva prije nego što se apsorbiraju, što ih čini korisnim u medicinskoj dijagnostici i industrijskoj primjeni. Ultrazvučno doppler mjerenje brzine koristi prednost pomaka frekvencije kada se zvučni valovi reflektiraju od tekućina koje se kreću.
Najbolji rezultati se postižu kada ultrazvučna doppler jedinica mjeri tekućinu koja sadrži mjehuriće ili čvrste čestice. Ultrazvučni zvukovi ne reflektiraju se dobro od bistrih ili vrlo gustih tekućina, jer je za mjerenje brzine tekućine potrebna određena refleksija zvuka natrag u prijemnik. Uređaj šalje kratke impulse visokofrekventnog zvuka i uspoređuje povratni signal s odlaznim. Bilo koja razlika u frekvenciji može se izračunati kako bi se dobila brzina tekućine.
Rane primjene ultrazvučnog doplera mjerenja bile su u medicinskom području, gdje su se mjerenja zvuka koristila za provjeru protoka krvi u arterijama i venama bez potrebe za operacijom. Također su razvijene aplikacije za provjeru fetusa tijekom trudnoće gledajući srce koje kuca i krvne žile. Uređaji razvijeni krajem 20. stoljeća mogli su pokazati vidljivo pomicanje srčanih zalistaka kako bi se dijagnosticirali defekti i blokade.
U industrijskoj primjeni, ultrazvučno doppler mjerenje najbolje funkcionira ako se zvuk šalje u tekućinu pod kutom drugačijim od 90°. Čestice ili mjehurići u tekućini moraju se kretati prema uređaju ili od njega da bi mogao točno izmjeriti brzinu. Za pravilno mjerenje potrebna je puna cijev, jer djelomično napunjen sustav neće dati upotrebljiv zvučni signal za mjerenje brzine.