机械灌注（Machine Perfusion,MP）可显著改善心脏死亡捐献（Donation after Cardiac Death,DCD）等边缘供肝缺血再灌注损伤,并提高供肝活性,从而促进离体肝脏保存与修复,降低肝移植后胆道并发症等风险。灌注液在MP系统与离体肝脏之间循环流动。为了如实反映灌注流量且为避免流量异常变化（如凝血造成的堵塞）等突发事件的发生,MP系统对灌注流量的连续变化进行高精度和鲁棒性的测量显得尤为重要。然而,一方面由于现有MP系统中所使用的流量测量装置大都是传统的接触式且为一次性的涡轮流量传感器,其缺点在于必须与液体接触、价格昂贵、无法重复使用;另一方面由于现有超声波流量传感器主要在大流量大管径场合使用,不满足肝脏灌注流量区间精度要求。因此,通过技术改进与方法创新,设计一款能够满足离体肝脏机械灌注流量检测需求的超声波流量传感器,具有重要意义。肝脏机械灌注是以恒压、脉动或恒流的方式对肝脏的门静脉和肝动脉同时输送灌注液。不同的血管直径,生理流量也不同。为满足肝脏血管流量检测要求,本文设计并制作了“X”型夹钳式超声波压电换能器。然后基于改进型谐振模型对三种不同换能器（不同孔径、不同中心频率,不同背衬）进行理论与实验对比分析,证明了所设计的换能器阻抗特性符合理论预期,进而得到换能器的等效电路模型,使问题更简化,也为硬件电路设计提供参考。对于小管径小流量测量,由于超声波收发换能器靠得很近,超声波渡越时间很短,顺逆流时差为纳秒级。为了满足计时精度,在硬件电路设计方面,本文设计出一套宽带宽、宽供电范围、驱动能力强且支持双通道交替收发的高性能硬件系统,主要包括驱动电路、接收电路、通道选择电路、脉冲生成电路、电阻抗匹配电路以及高速采集电路。在软件设计方面,本文基于FPGA与NUCLEO-L053进行程序设计,经评估后,最终选用示波器代替FPGA与高速ADC组成的高速采集模块,实现了高速采集与超声脉冲信号时序控制,并建立了时差测量流程与气泡检测方法。在算法方面,本文首先对互相关法测时差原理进行详述,并基于互相关法计算量大,实现过程复杂,而传统型过零检测法抗干扰能力差的问题,提出了改进型过零检测法。该算法融合了传统型阈值法和互相关法的优点,在抗扰性与工程实现都具优势。为了验证本算法在MP系统流量检测的有效性,本文基于肝脏机械灌注设备及相关硬件设备搭建了一个流量测量实验平台,以模拟肝脏灌注流量检测过程。然后,基于该平台对不同管径,不同信噪比,不同时差算法进行实验,并将所算出流量与参考值进行比较,结果表明,该算法在时差测量精度与稳定性方面都能满足要求,体现出该算法在MP系统流量检测的优势。与此同时,本文还对系统互易性对零点偏移的影响进行研究,从而为电阻抗匹配电路参数选择提供依据。