إلى جانب خطأ قياس الوقت الناجم عن جودة إشارة الصدى بالموجات فوق الصوتية، تعد طريقة قياس الوقت أيضًا عاملاً مهمًا يؤثر على الدقة. تشتمل الطرق الرئيسية لقياس الوقت على عد النبضات والارتباط المتبادل. في حساب النبض، يعد دقة وقت القياس عاملاً مباشرًا يؤدي إلىقياسخطأ. وبما أن نبضة التوقيت لها عرض دائمًا، فسيحدث خطأ القياس خلال فترة نبضة واحدة.
تقوم طريقة الارتباط المتقاطع- بحساب الارتباط المتقاطع- بين الإشارات المنتشرة بين نقطتين للحصول على التأخير الزمني بين الإشارتين. بافتراض أن إشارة الموجات فوق الصوتية المكتشفة عند نقطة واحدة هي z(t)، والإشارة التي تنتشر إلى نقطة أخرى بعد وقت التأخير هي y(t)، يمكن حساب التأخير الزمني بين الإشارتين عن طريق الارتباط المتقاطع -.
صيغة حساب الارتباط التبادلي- هي كما يلي:
علاوة على ذلك، تعاني أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية أيضًا من التأخير الزمني الناجم عن الكابلات ومحولات الطاقة وفتحات التركيب والمكونات الإلكترونية. هذه التأخيرات الزمنية تقدم أخطاء منهجية. يمكن التغلب على هذه الأخطاء من خلال اختبار التأخير، وتصحيح معايرة التدفق الصفري -، وتعويض درجة الحرارة والضغط.
يتغير مسار انتشار إشارات الموجات فوق الصوتية داخل الأنبوب مع سرعة التدفق، مما يؤدي في النهاية إلى عدم الدقة في قياسات الوقت. مسار انتشار الموجات فوق الصوتية داخل السائل ليس خطيًا، وتختلف المسارات اعتمادًا على ما إذا كان التدفق أعلى أو أسفل. يمكن وصف مسار الانتشار هذا باستخدام طريقة تتبع منحنى القناة في الصوتيات الهندسية. استنادًا إلى اشتقاق Boone وVermaas، بافتراض أن سرعة الصوت C ثابتة، فإن معادلة تتبع منحنى القناة هي:
في الصيغة: p(r) هي الزاوية بين قناة الصوت على مسافة r من خط الوسط واتجاه المحور في الأنبوب؛ V هي السرعة السطحية المتوسطة لقناة الصوت على مسافة r من خط الوسط وقسم المحور في الأنبوب.
بمجرد تحديد موقع المستشعر، يمكن إنشاء منحنى القناة. نظرًا لأن V ليس ثابتًا، تظهر القناة شكلًا منحنيًا، وزاوية القناة غير ثابتة-. يحدد رقم رينولدز Re ورقم ماخ Ma انحناء القناة، الذي يتغير مع توزيع السرعة ويزيد في Ma.
يتم تعريف رقم Mach في الأنبوب على النحو التالي:
أماه=V/C
في الصيغة: C هي سرعة الصوت؛ V هي متوسط سرعة حجم السائل في الأنبوب. عندما يكون Ma <0.1، يكون مسار انتشار الموجات فوق الصوتية خطًا مستقيمًا تقريبًا؛ كلما زاد حجم Ma، زاد انحناء مسار الانتشار.
كما هو موضح في الشكل، عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في السائل داخل الأنبوب، تختلف مسارات انتشارها اعتمادًا على ما إذا كانت تنتقل مع التدفق أو ضده، مما يؤدي إلى اختلاف المسافات المقطوعة وبالتالي أوقات قياس غير دقيقة.
من منظور الإشارة، يحدث فقدان الطاقة عند كل من محولات الطاقة المرسلة والمستقبلة، وكذلك أثناء الانتشار في كلا الاتجاهين. كلما زاد انحناء مسار الانتشار، كلما كانت إشارة الصدى المستقبلة أضعف. إذا كانت زاوية انبعاث محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية غير دقيقة، فقد لا يتم اكتشاف إشارة الصدى حتى عند محول الطاقة المستقبل.
يكتشف اكتشاف التقاطع الصفري-نقطة التقاطع الصفرية-من خلال تعيين جهد العتبة. ومع ذلك، من الناحية العملية، لا يبدأ الكشف إلا بعد تأخير بعد وصول الإشارة، وهذا التأخير يؤدي إلى خطأ منهجي. علاوة على ذلك، عندما يتقلب سعة الإشارة، سيتغير وقت البدء الذي تم الحصول عليه من اكتشاف التقاطع الصفري - بقيمة ثابتة. يظهر الشكل إشارة الموجات فوق الصوتية التي تنتشر في الغاز داخل الأنبوب. عندما تزيد سرعة المائع، تنخفض سعة الإشارة المستقبلة، مما قد يتسبب في اكتشاف الجهاز الثانوي لأوقات انتشار مختلفة.
