یکی از روش های آزمون غیرمخرب قطعات، استفاده از امواج فراصوتی است. در این روش یک سیگنال فراصوتی به داخل قطعه فرستاده می شود و با پردازش سیگنال های خروجی و اندازه گیری تأخیر زمانی بین دو اکوی دریافتی، مکان و اندازه عیوب معین می شود. آشنایی با روش هایی که میزان تأخیر زمانی بین دو اکوی فراصوتی را اندازه می گیرند، کمک زیادی به انجام دقیق تر آزمون های فراصوتی خواهد نمود. در این پایان نامه راهکارهایی برای تخمین دقیق تر تاخیر زمانی دو اکوی فراصوتی ارائه شده است. روش های استفاده شده برای محاسبه تاخیر زمانی شامل همبستگی متقابل، شیب فاز، روش های مبتنی بر مدل سازی و همچنین روش هایی بر پایه استفاده از تابع همدوسی است. در ابتدا مبانی ریاضی این روش ها ارائه و سپس کاربردها، مزایا و معایب هر یک به تفکیک ارائه می شود. همچنین نتایج حاصل از یک آزمایش فراصوتی مورد تحلیل قرار گرفته و بر مبنای استفاده از روش های مختلف اندازه گیری تأخیر زمانی، میزان سرعت صوت در نمونه ای فولادی بدست آمده است. نتایج این آزمایش نشان می دهد که در بین روش های ارائه شده، روش تحلیل جانشین (از روش های مبتنی بر تابع همدوسی)، روش مناسبی است که در برابر تغییرات محیطی نتایجی با صحت بیش تر بدست می دهد. روش های مبتنی بر مدل سازی و همبستگی متقابل نیز دارای دقت خوبی هستند و روش هایی که بر پایه استفاده از فاز هستند، قابلیت تکرار کمتری دارند.