Pe lângă eroarea de măsurare a timpului cauzată de calitatea semnalului ecoului ultrasonic, metoda de măsurare a timpului este, de asemenea, un factor semnificativ care afectează acuratețea. Principalele metode de măsurare a timpului includ numărarea pulsului și corelația-încrucișată. În numărarea impulsurilor, rezoluția timpului de măsurare este un factor direct care duce lamăsurareeroare. Deoarece impulsul de sincronizare are întotdeauna o lățime, eroarea de măsurare va apărea într-o perioadă de impuls.
Metoda corelației încrucișate calculează-corelația încrucișată dintre semnalele care se propagă între două puncte pentru a obține întârzierea între cele două semnale. Presupunând că semnalul ultrasonic detectat într-un punct este z(t), iar semnalul care se propagă în alt punct după timpul de întârziere este y(t), întârzierea între cele două semnale poate fi calculată prin corelație încrucișată.
Formula de calcul-încrucișată este următoarea:
În plus, debitmetrele cu ultrasunete suferă și de întârzieri cauzate de cabluri, traductoare, fante de montare și componente electronice. Aceste întârzieri introduc erori sistematice. Aceste erori pot fi depășite prin testarea întârzierii, corecția calibrării debitului zero-și compensarea temperaturii și presiunii.
Traiectoria de propagare a semnalelor ultrasonice într-o conductă se modifică odată cu viteza curgerii, ducând în cele din urmă la inexactități în măsurătorile de timp. Traiectoria de propagare a undelor ultrasonice în fluid nu este liniară, iar traiectoriile diferă în funcție de faptul că fluxul este în amonte sau în aval. Această traiectorie de propagare poate fi descrisă folosind metoda de urmărire a curbei canalului în acustica geometrică. Pe baza derivației lui Boone și Vermaas, presupunând că viteza sunetului C este constantă, ecuația de urmărire a curbei canalului este:
În formula: p(r) este unghiul dintre canalul de sunet la o distanță r de linia centrală și direcția axei în conductă; V este viteza medie de suprafață a canalului de sunet la o distanță r de linia centrală și de secțiunea axei în conductă.
Odată ce locația senzorului este determinată, curba canalului poate fi stabilită. Deoarece V nu este constant, canalul prezintă o formă curbată, iar unghiul canalului este ne-constant. Numărul Reynolds Re și numărul Mach Ma determină curbura canalului, care se modifică odată cu distribuția vitezei și crește în Ma.
Numărul Mach din conductă este definit ca:
Ma=V/C
În formula: C este viteza sunetului; V este viteza medie de volum a fluidului din conductă. Când Ma < 0,1, traiectoria de propagare a undelor ultrasonice este aproximativ o linie dreaptă; cu cât Ma este mai mare, cu atât curbura traiectoriei de propagare este mai mare.
După cum se arată în figură, atunci când undele ultrasonice se propagă în fluidul din interiorul conductei, căile lor de propagare diferă în funcție de faptul că se deplasează cu sau împotriva curgerii, rezultând distanțe diferite parcurse și, prin urmare, timpi de măsurare inexacți.
Din perspectiva semnalului, pierderea de energie are loc atât la traductoarele de transmisie, cât și la cele de recepție, precum și în timpul propagării în ambele direcții. Cu cât curbura traiectoriei de propagare este mai mare, cu atât semnalul ecou recepționat este mai slab. Dacă unghiul de emisie al traductorului cu ultrasunete este inexact, este posibil ca semnalul de eco să nu fie detectat nici măcar la traductorul de recepție.
Detectarea trecerii-zero detectează punctul de trecere-zero prin setarea unei tensiuni de prag. Cu toate acestea, în practică, detectarea începe numai după o întârziere după sosirea semnalului, iar această întârziere introduce o eroare sistematică. În plus, atunci când amplitudinea semnalului fluctuează, timpul de pornire obținut din detectarea trecerii cu zero-cu o valoare fixă se va modifica. Semnalul ultrasonic care se propagă în gaz într-o țeavă este prezentat în figură. Când viteza fluidului crește, amplitudinea semnalului recepționat scade, ceea ce poate determina instrumentul secundar să detecteze timpi de propagare diferiți.
