Ultraääni-doppler on tekniikka, jota käytetään nesteiden virtauksen mittaamiseen heijastamalla ääniaaltoja. Tähtitieteilijä Christian Doppler ehdotti Doppler-ilmiötä ensimmäisen kerran 1840-luvulla, kun hän havaitsi, että tietyillä tähdillä oli eri värit kuin odotettiin. Hän ehdotti, että värierot johtuivat siitä, että tähdet liikkuivat kohti tai poispäin havainnoijasta ja muuttivat näkyvää väriään. Vaikka Doppler tutki tähtien valoa, tutkijat uskoivat, että vaikutus tapahtui myös äänen kanssa.
Myöhempi kokeilu, jossa käytettiin liikkuvassa junassa olevia muusikoita ja junan laiturilla seisovia tarkkailijoita, vahvisti Dopplerin teorian äänen avulla. Kun esine liikkuu kohti paikallaan olevaa tai liikkumatonta tarkkailijaa, ääniaallot puristuvat hieman, mikä johtaa korkeampaan äänenkorkeuteen kuin todellinen ääni. Kohteen saavuttaessa havaitsijan ja siirtyessä pois, näennäinen ääni laskee sävelkorkeudeltaan, koska ääniaallot venyvät hieman.
Pidempien ääniaaltojen sävelkorkeus on matalampi, ja tuloksena on ääni, joka näyttää todellista matalammalta. Kokeilu on helppo toistaa kuuntelemalla ajoneuvoa, joka tulee tarkkailijaa kohti, sitten ohittaa ja poistuu. Jos ajoneuvo antaa äänitorven, lähestyvän ajoneuvon äänitorven äänenvoimakkuus on korkeampi, mikä vaihtuu alhaisemmaksi, kun ajoneuvo ohittaa ja poistuu.
Tätä Doppler-ilmiötä voidaan käyttää ultraäänivirtausmittauslaitteessa. Ultraääniäänet ovat erittäin korkeita taajuuksia, jotka ylittävät ihmisen kuuloalueen. Ne voivat kulkeutua monien nesteiden ja ihmiskudosten läpi ennen imeytymistä, mikä tekee niistä hyödyllisiä lääketieteellisessä diagnostiikassa ja teollisissa sovelluksissa. Ultraääni-doppler-nopeusmittaus hyödyntää taajuusmuutosta, kun ääniaallot heijastuvat liikkuvista nesteistä.
Parhaat tulokset saadaan, kun ultraääni-doppler-yksikkö mittaa nestettä, joka sisältää kuplia tai kiinteitä hiukkasia. Ultraääniäänet eivät heijastu hyvin kirkkaista tai erittäin paksuista nesteistä, koska jonkin verran äänen heijastusta takaisin vastaanottimeen tarvitaan nestevirran nopeuden mittaamiseen. Laite lähettää lyhyitä korkeataajuisen äänen pulsseja ja vertaa paluusignaalia lähtevään signaaliin. Mikä tahansa taajuusero voidaan laskea nesteen nopeuden saamiseksi.
Ultraääni-doppler-mittauksen varhaiset sovellukset olivat lääketieteen alalla, jossa äänimittauksilla tarkasteltiin verenkiertoa valtimoissa ja suonissa ilman leikkausta. Sovelluksia kehitettiin myös sikiön tarkistamiseen raskauden aikana katsomalla sykkivää sydäntä ja verisuonia. 20-luvun lopulla kehitetyt laitteet pystyivät osoittamaan näkyvää sydänläppien liikettä vikojen ja tukosten diagnosoimiseksi.
Teollisissa sovelluksissa ultraääni-doppler-mittaus toimii parhaiten, jos ääni lähetetään nesteeseen muussa kuin 90° kulmassa. Nesteen hiukkasten tai kuplien on liikuttava kohti laitetta tai poispäin siitä, jotta se mittaa nopeuden tarkasti. Oikeaa mittausta varten tarvitaan täysi putki, koska osittain täytetty järjestelmä ei palauta käyttökelpoista äänisignaalia nopeuden mittaamiseen.