Mae mesuryddion dŵr uwchsonig yn cyfrifo llif hylif trwy fesur y gwahaniaeth amser rhwng tonnau ultrasonic sy'n teithio trwy'r hylif. Yn benodol, mae'r transducer ultrasonic o fewn y mesurydd dŵr yn allyrru signalau ultrasonic o amledd penodol. Wrth i'r signalau hyn ymledu trwy'r hylif, maent yn cael eu heffeithio gan gyflymder llif yr hylif, gan achosi i gyflymder lluosogi'r signal ultrasonic newid. Mae'r mesurydd dŵr yn derbyn y signalau ultrasonic sy'n dychwelyd ac yn mesur y gwahaniaeth amser rhyngddynt i gyfrifo cyflymder llif yr hylif. Yna cyfrifir y gyfradd llif trwy luosi'r cyflymder llif ag arwynebedd trawsdoriadol y bibell.
Mae mesuryddion dŵr uwchsonig fel arfer yn defnyddio'r dull gwahaniaeth amser i fesur cyfradd llif, gan fesur y gwahaniaeth mewn amser lluosogi rhwng y signal ultrasonic sy'n teithio i lawr yr afon ac i fyny'r afon. Oherwydd bod signalau ultrasonic yn teithio'n gyflymach i lawr yr afon ac yn arafach i fyny'r afon, gellir defnyddio'r gwahaniaeth amser yn y ddau gyfeiriad hyn i bennu'r cyflymder llif. Mae'r dull hwn yn cynnig manteision cywirdeb uchel, mesur digyswllt, a bywyd hir, gan ei gwneud yn addas ar gyfer amrywiaeth o amodau amgylcheddol ac ansawdd dŵr cymhleth.
