Foruten tidsmålingsfeilen forårsaket av kvaliteten på ultralyd-ekkosignalet, er tidsmålingsmetoden også en betydelig faktor som påvirker nøyaktigheten. De viktigste metodene for tidsmåling inkluderer pulstelling og kryss-korrelasjon. Ved pulstelling er oppløsningen av måletiden en direkte faktor som fører tilmålfeil. Siden tidspulsen alltid har en bredde, vil målefeilen oppstå innen én pulsperiode.
Kryss-korrelasjonsmetoden beregner kryss-korrelasjonen mellom signalene som forplanter seg mellom to punkter for å oppnå tidsforsinkelsen mellom de to signalene. Forutsatt at ultralydsignalet detektert ved ett punkt er z(t), og signalet som forplanter seg til et annet punkt etter forsinkelsestiden er y(t), kan tidsforsinkelsen mellom de to signalene beregnes ved kryss-korrelasjon.
Kryss-korrelasjonsberegningsformelen er som følger:
Dessuten lider ultralydstrømmålere også av tidsforsinkelser forårsaket av kabler, svingere, monteringsspor og elektroniske komponenter. Disse tidsforsinkelsene fører til systematiske feil. Disse feilene kan overvinnes gjennom forsinkelsestesting, null-strømningskalibreringskorreksjon og temperatur- og trykkkompensasjon.
Utbredelsesbanen til ultralydsignaler i et rør endres med strømningshastigheten, noe som til slutt fører til unøyaktigheter i tidsmålinger. Ultralydbølgeforplantningsbanen i væsken er ikke lineær, og banene varierer avhengig av om strømmen er oppstrøms eller nedstrøms. Denne forplantningsbanen kan beskrives ved å bruke kanalkurvesporingsmetoden i geometrisk akustikk. Basert på utledningen av Boone og Vermaas, forutsatt at lydhastigheten C er konstant, er kanalkurvesporingsligningen:
I formelen: p(r) er vinkelen mellom lydkanalen i en avstand r fra senterlinjen og akseretningen i røret; V er den gjennomsnittlige overflatehastigheten til lydkanalen i en avstand r fra senterlinjen og aksedelen i røret.
Når sensorens plassering er bestemt, kan kanalkurven etableres. Siden V ikke er konstant, viser kanalen en buet form, og kanalvinkelen er ikke-konstant. Reynolds-tallet Re og Mach-tallet Ma bestemmer kanalkurvaturen, som endres med hastighetsfordelingen og øker i Ma.
Mach-tallet i røret er definert som:
Ma=V/C
I formelen: C er lydens hastighet; V er den gjennomsnittlige volumhastigheten til væsken i røret. Når Ma < 0,1, er ultralydbølgeforplantningsbanen omtrent en rett linje; jo større Ma er, jo større krumning av forplantningsbanen.
Som vist i figuren, når ultralydbølger forplanter seg i væsken i røret, vil deres forplantningsveier variere avhengig av om de beveger seg med eller mot strømmen, noe som resulterer i forskjellige tilbakelagte avstander og dermed unøyaktige måletider.
Fra et signalperspektiv oppstår energitap ved både sender- og mottakstransdusere, og også under forplantning i begge retninger. Jo større krumning av forplantningsbanen er, desto svakere er det mottatte ekkosignalet. Hvis ultralydtransduserens emisjonsvinkel er unøyaktig, kan det hende at ekkosignalet ikke engang oppdages ved mottakstransduseren.
Null-kryssingsdeteksjon oppdager null-krysspunktet ved å angi en terskelspenning. Men i praksis begynner deteksjonen først etter en forsinkelse etter signalankomst, og denne forsinkelsen introduserer en systematisk feil. Videre, når signalamplituden svinger, vil starttiden oppnådd fra null-kryssdeteksjon med en fast verdi endres. Ultralydsignalet som forplanter seg i gass i et rør er vist i figuren. Når væskehastigheten øker, reduseres den mottatte signalamplituden, noe som kan føre til at sekundærinstrumentet oppdager forskjellige forplantningstider.
