علاوه بر خطای اندازهگیری زمان ناشی از کیفیت سیگنال اکو اولتراسونیک، روش اندازهگیری زمان نیز عامل مهمی بر دقت است. روشهای اصلی اندازهگیری زمان شامل شمارش پالس و همبستگی متقاطع{1}}میباشد. در شمارش پالس، وضوح زمان اندازه گیری یک عامل مستقیم است که منجر به آن می شوداندازه گیریخطا از آنجایی که پالس زمان بندی همیشه دارای عرض است، خطای اندازه گیری در یک دوره پالس رخ می دهد.
روش همبستگی متقاطع، همبستگی متقاطع- بین سیگنال های منتشر شده بین دو نقطه را محاسبه می کند تا تاخیر زمانی بین دو سیگنال را به دست آورد. با فرض اینکه سیگنال اولتراسونیک شناسایی شده در یک نقطه z(t) باشد، و سیگنالی که پس از زمان تاخیر به نقطه دیگر انتشار می یابد y(t) باشد، تاخیر زمانی بین دو سیگنال را می توان با همبستگی متقابل محاسبه کرد.
فرمول محاسبه همبستگی متقاطع-به شرح زیر است:
علاوه بر این، فلومترهای اولتراسونیک نیز از تاخیر زمانی ناشی از کابل ها، مبدل ها، شکاف های نصب و قطعات الکترونیکی رنج می برند. این تاخیرهای زمانی باعث بروز خطاهای سیستماتیک می شود. این خطاها را می توان از طریق آزمایش تاخیر، تصحیح کالیبراسیون جریان صفر و جبران دما و فشار برطرف کرد.
مسیر انتشار سیگنالهای اولتراسونیک در یک لوله با سرعت جریان تغییر میکند و در نهایت منجر به عدم دقت در اندازهگیریهای زمانی میشود. مسیر انتشار امواج اولتراسونیک در داخل سیال خطی نیست و بسته به اینکه جریان در بالادست یا پایین دست باشد، مسیرها متفاوت است. این مسیر انتشار را می توان با استفاده از روش ردیابی منحنی کانال در آکوستیک هندسی توصیف کرد. بر اساس اشتقاق بون و ورمااس، با فرض ثابت بودن سرعت صوت C، معادله ردیابی منحنی کانال به صورت زیر است:
در فرمول: p(r) زاویه بین کانال صدا در فاصله r از خط مرکزی و جهت محور در لوله است. V میانگین سرعت سطحی کانال صوتی در فاصله r از خط مرکزی و بخش محور در لوله است.
هنگامی که مکان سنسور مشخص شد، منحنی کانال را می توان تعیین کرد. از آنجایی که V ثابت نیست، کانال شکل منحنی دارد و زاویه کانال ثابت نیست. عدد رینولدز Re و عدد ماخ Ma تعیین کننده انحنای کانال است که با توزیع سرعت تغییر می کند و در Ma افزایش می یابد.
عدد ماخ در لوله به صورت زیر تعریف می شود:
مادر=V/C
در فرمول: C سرعت صوت است. V میانگین سرعت حجمی سیال در لوله است. وقتی Ma < 0.1، مسیر انتشار امواج اولتراسونیک تقریباً یک خط مستقیم است. هرچه Ma بزرگتر باشد، انحنای مسیر انتشار بیشتر است.
همانطور که در شکل نشان داده شده است، زمانی که امواج مافوق صوت در سیال داخل لوله منتشر می شوند، مسیرهای انتشار آنها بسته به اینکه با جریان حرکت می کنند یا خلاف آن متفاوت است، در نتیجه مسافت های مختلف پیموده شده و در نتیجه زمان های اندازه گیری نادرست است.
از منظر سیگنال، اتلاف انرژی در هر دو مبدل فرستنده و گیرنده و همچنین در حین انتشار در هر دو جهت رخ می دهد. هر چه انحنای مسیر انتشار بیشتر باشد، سیگنال اکو دریافتی ضعیف تر است. اگر زاویه انتشار مبدل اولتراسونیک دقیق نباشد، سیگنال اکو ممکن است حتی در مبدل گیرنده شناسایی نشود.
با تنظیم یک ولتاژ آستانه،-تشخیص صفر، نقطه تلاقی-صفر را تشخیص میدهد. با این حال، در عمل، تشخیص تنها پس از یک تاخیر پس از رسیدن سیگنال آغاز می شود، و این تاخیر باعث ایجاد یک خطای سیستماتیک می شود. علاوه بر این، هنگامی که دامنه سیگنال نوسان می کند، زمان شروع به دست آمده از صفر{4}}تشخیص عبور با یک مقدار ثابت تغییر می کند. سیگنال اولتراسونیک منتشر شده در گاز داخل لوله در شکل نشان داده شده است. هنگامی که سرعت سیال افزایش می یابد، دامنه سیگنال دریافتی کاهش می یابد، که ممکن است باعث شود دستگاه ثانویه زمان های انتشار مختلف را تشخیص دهد.
