本发明公开一种用于双层管中内管流量的超声波测量装置及其方法，该超声波测量装置包括至少一对全管传感器探头、至少一对外管传感器探头以及控制器，一对全管传感器探头相互使用第一超声波信号传播，以得出其中一个全管传感器探头到另一个全管传感器探头的第一超声波信号的第一到达时间差；且其中一个外管传感器探头发射第二超声波信号至设于内管外壁面上的反射片，第二超声波信号经反射片反射至另外一个外管传感器探头，以得出其中一个外管传感器探头到另一个外管传感器探头的第二超声波信号的第二到达时间差。该用于双层管中内管流量的超声波测量装置及其方法无需对双层管内外管进行贯穿，且该超声波测量精度高于压差式流量计。