مشخصه های اشعه امواج مافوق صوت زمانی که با دو ماده با نسبت امپدانس آکوستیک متفاوت روبرو می شوند در یک خط مستقیم تشکیل می شوند. انعکاس و شکست امواج اولتراسونیک از قوانین اپتیک هندسی پیروی می کند. تفاوت بیشتر در نسبت امپدانس صوتی بین دو رسانه رابط، بازتاب قویتری دارد و انرژی صوتی کمتری به محیط دوم نفوذ میکند. در دو رابط انعکاسی موازی لایه، امواج صوتی را می توان چندین بار به جلو و عقب منعکس کرد تا زمانی که انرژی به صفر کاهش یابد. وقتی پرتو صدا از مبدل برای فلومتر بر روی سطح مقعر یا محدب یا سطح مشترک نامنظم پخش می شود، همچنین باعث تمرکز و پراکندگی مانند نور می شود. هنگامی که طول موج امواج مافوق صوت با اندازه مانع مقایسه می شود، پدیده پراش رخ می دهد و زمانی که طول موج اولتراسونیک بسیار کوچکتر از اندازه مانع باشد، پدیده پراش ناچیز است.
ویژگی های جذب امواج مافوق صوت علاوه بر تضعیف انرژی معرفی شده توسط جبهه موج، عمدتاً تضعیف جذب انرژی در محیط انتشار است. برای موج صفحه هارمونیک ساده، اگر مسئله جذب متوسط در نظر گرفته شود، حرکت جابجایی ذرات موج هارمونیک ساده در جهت مثبت منتشر می شود. مبدل سطح سوخت اولتراسونیک شرح داده شده است. در مورد اثر داپلر، هنگامی که حرکت نسبی بین منبع صدا و هدف وجود دارد، موج صوتی از هدف منعکس می شود، پدیده تغییر فرکانس ظاهر می شود. این پدیده اثر داپلر نامیده می شود. 4f مقدار جابجایی فرکانس، V سرعت حرکت نسبی بین هدف و منبع صدا، و Y زاویه بین جهت تابشی موج اولتراسونیک و جهت حرکت هدف است و همچنین طول موج است. هنگامی که جهت انتشار موج صوتی با جهت حرکت جسم منطبق است که یک مقدار منفی است. در غیر این صورت یک مقدار مثبت است. این اصل اساسی اندازه گیری سرعت داپلر است.
شاخص عملکرد اصلی از مبدلهای اولتراسونی علاوه بر تعیین ویژگیهای فرکانس تشدید آن، درک ویژگیهای تبدیل الکتریکی به صدا و ویژگیهای تشعشع صوتی آن مهمتر است. شاخص های اصلی عملکرد مبدل به شرح زیر است: (1) فرکانس کاری f عمدتاً نزدیک فرکانس رزونانس مکانیکی مبدل انتخاب می شود. بنابراین، فرکانس کاری مبدل به طور کلی به فرکانس رزونانس مکانیکی مبدل اشاره دارد. ضریب پیوستگی الکترومکانیکی K ضریب کوپلینگ الکترومکانیکی K پارامتر مهمی است که جفت شدن بین انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی مبدل پیزوالکتریک را نشان می دهد.
از آنجایی که انرژی مکانیکی ویبراتور پیزوالکتریک با شکل و حالت ارتعاش ویبراتور مرتبط است، حالت ارتعاش متفاوت است و ضریب پیوستگی الکترومکانیکی نیز متفاوت است. به طور کلی، زیرنویس های اضافی برای نشان دادن حالت های مختلف ارتعاش استفاده می شود، مانند Kp، که نشان دهنده ضریب پیوستگی الکترومکانیکی حالت ارتعاش شعاعی یک ویفر نازک است. بدیهی است که K یک کمیت فیزیکی بدون بعد است. ضریب کیفیت الکترومکانیکی Qm، Qm کمیت فیزیکی است که به ضریب کیفیت الکتریکی Qe به سیستم ارتعاش مکانیکی اشاره دارد. Qm نیز سه تعریف دارد،مبدل اولتراسونیک نصب شده در خارج در فرکانس تشدید نشان داده می شود. مقدار فرکانس در نیم نقطه قدرت چپ و راست، پهنای باند مبدل نامیده می شود.
از آنجایی که ضریب کیفیت مکانیکی m منعکس کننده درجه اتلاف انرژی مکانیکی ویبراتور پیزوالکتریک در طول فرآیند تشدید است، ضریب کیفیت مکانیکی مبدل ارتباط نزدیکی با ضریب همسانی الکترومکانیکی آن دارد. علاوه بر این، با خواص الکترومکانیکی ساختار مبدل، مواد و همچنین امپدانس تشعشع محیط ارتباط نزدیکی دارد. همان مبدل به راحتی 30 در محیط مایع و 20 در هوا است. مشاهده می شود که باند فرکانسی مبدل اولتراسونیک در محیط هوا نسبتاً باریک است.
مشخصات امپدانس مبدل بر اساس نمودار شش ترمینال الکترومکانیکی معادل مبدل است که هر یک دارای امپدانس مشخصه ای است. بنابراین، مبدل باید با امپدانس مرحله نهایی مدار فرستنده (یا اولیه مدار گیرنده) مطابقت داشته باشد. علاوه بر این، بسته به ویژگی های اشعه اولتراسوند، مبدل نیز باید با بار صوتی تابیده شده (یا بار صوتی دریافت کننده) مطابقت داشته باشد. نحوه تحقق فناوری تطبیق امپدانس الکترومکانیکی و تطبیق امپدانس صوتی یکی از مشکلات کلیدی است که باید در توسعه مبدلهای اولتراسونیک حل شود. مشخصه جهتی مبدل برای هر دو مبدل فرستنده و دریافت کننده اولتراسونیک مناسب است. هنگامی که اندازه بزرگتر یا مساوی طول موج موج صوتی محیط است، انرژی صوتی ساطع شده/دریافت شده در جهات خاصی متمرکز می شود و انرژی صوتی متمرکز می شود. (یا فشار صوتی) تابعی از آزیموت است. معمولاً منحنی فشار صوت با آزیموت را الگوی جهت دار می نامند.
ویژگی های فرکانس از مبدل فلومتر اولتراسونیک یکی از پارامترهای اصلی ترانسدیوسر است. به ویژگی های امپدانس، فشار صدا و حساسیت به عنوان تابعی از فرکانس اشاره دارد. در کاربردهای عملی، به طور کلی مطلوب است که فرستنده اولتراسونیک یک مشخصه امپدانس مسطح را در یک باند فرکانسی خاص به دست آورد تا با تغییرات بار سازگار شود، تا از عدم تطابق امپدانس که منجر به گرمایش مدار، کاهش راندمان تبدیل انرژی و حتی آسیب به دستگاه می شود، جلوگیری شود. باند پهن گیرنده اولتراسونیک قادر به دریافت یک سیگنال پالس باریک یا سیگنال تلوتلو با زمان پس از تابش کوتاه است و بنابراین وضوح جابجایی بسیار بالایی در جهت محور صوتی دارد. راندمان تبدیل توان و انرژی مبدل نیز از شاخص های فنی است که باید در توسعه مبدل های اولتراسونیک در نظر گرفته شود. در میان آنها، کارایی مبدل به شکل ارتعاش بستگی دارد، این ماده مبدل، ساختار سیستم لرزش مکانیکی و شستشوی فرکانس کاری است.
