Förutom tidsmätningsfelet som orsakas av kvaliteten på ultraljudsekosignalen, är tidsmätmetoden också en betydande faktor som påverkar noggrannheten. De viktigaste metoderna för tidsmätning inkluderar pulsräkning och kors-korrelation. Vid pulsräkning är upplösningen av mättiden en direkt faktor som leder tillmåttfel. Eftersom tidspulsen alltid har en bredd kommer mätfelet att inträffa inom en pulsperiod.
Kors-korrelationsmetoden beräknar kors-korrelationen mellan signalerna som sprider sig mellan två punkter för att erhålla tidsfördröjningen mellan de två signalerna. Om man antar att ultraljudssignalen som detekteras vid en punkt är z(t), och signalen som fortplantar sig till en annan punkt efter fördröjningstiden är y(t), kan tidsfördröjningen mellan de två signalerna beräknas genom korskorrelation.
Kors-korrelationsberäkningsformeln är följande:
Dessutom lider ultraljudsflödesmätare också av tidsfördröjningar orsakade av kablar, givare, monteringsslitsar och elektroniska komponenter. Dessa tidsfördröjningar leder till systematiska fel. Dessa fel kan övervinnas genom fördröjningstestning, noll-flödeskalibreringskorrigering och temperatur- och tryckkompensation.
Utbredningsbanan för ultraljudssignaler i ett rör ändras med flödeshastigheten, vilket i slutändan leder till felaktigheter i tidsmätningar. Ultraljudsvågens utbredningsbana i vätskan är inte linjär, och banorna skiljer sig åt beroende på om flödet är uppströms eller nedströms. Denna utbredningsbana kan beskrivas med kanalkurvspårningsmetoden i geometrisk akustik. Baserat på härledningen av Boone och Vermaas, förutsatt att ljudhastigheten C är konstant, är kanalkurvans ekvation:
I formeln: p(r) är vinkeln mellan ljudkanalen på ett avstånd r från mittlinjen och axelriktningen i röret; V är den genomsnittliga ythastigheten för ljudkanalen på ett avstånd r från centrumlinjen och axelsektionen i röret.
När sensorns placering har bestämts kan kanalkurvan fastställas. Eftersom V inte är konstant uppvisar kanalen en krökt form och kanalvinkeln är icke-konstant. Reynoldstalet Re och Machtalet Ma bestämmer kanalens krökning, som ändras med hastighetsfördelningen och ökar i Ma.
Mach-talet i röret definieras som:
Ma=V/C
I formeln: C är ljudets hastighet; V är den genomsnittliga volymhastigheten för vätskan i röret. När Ma < 0,1 är ultraljudsvågens utbredningsbana ungefär en rät linje; ju större Ma är, desto större krökning av utbredningsbanan.
Som visas i figuren, när ultraljudsvågor utbreder sig i vätskan i röret, skiljer sig deras utbredningsvägar beroende på om de färdas med eller mot flödet, vilket resulterar i olika tillryggalagda avstånd och därmed felaktiga mättider.
Ur ett signalperspektiv sker energiförluster både vid sändande och mottagande omvandlare, och även under utbredning i båda riktningarna. Ju större krökningen av utbredningsbanan är, desto svagare blir den mottagna ekosignalen. Om ultraljudsgivarens emissionsvinkel är felaktig, kanske ekosignalen inte ens detekteras vid den mottagande givaren.
Noll-genomgångsdetektering detekterar noll-genomgångspunkten genom att ställa in en tröskelspänning. I praktiken börjar emellertid detekteringen först efter en fördröjning efter signalens ankomst, och denna fördröjning introducerar ett systematiskt fel. När signalamplituden fluktuerar kommer dessutom starttiden från noll-genomgångsdetektering med ett fast värde att ändras. Ultraljudssignalen som utbreder sig i gas i ett rör visas i figuren. När vätskehastigheten ökar minskar den mottagna signalamplituden, vilket kan få det sekundära instrumentet att detektera olika fortplantningstider.
