[发明专利]一种管道内液体流速非接触测量方法及装置

权利要求书

1.一种管道内液体流速非接触测量方法，其特征在于，包括：

毫米波雷达在离目标管道设定距离的位置发射调制连续信号后，接收所述毫米波雷达采集的由所述目标管道和干扰物反射回来的多个反射信号，检测各反射信号的距离和强度信息；其中，所述毫米波雷达通过多个接收天线组成的阵列接收所述调制连续信号；

获取距离与所述设定距离匹配的反射信号的强度，提取出该强度的反射信号以作为所述目标管道的目标反射信号；

对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号分别做快速傅里叶变换，得到各接收天线对应的目标反射信号的频域信号；

根据各频域信号的选择对所述目标管道感知效果最强的接收天线作为最佳信道，将所述最佳信道所对应频域信号中振幅最大的频率作为液体流动频率，所述液体流动频率用于表征所述目标管道中液体流动的周期性；

根据所述目标管道管径、驱动泵的对所述目标管道的挤压特性确定所述目标管道中每个周期内液体的单位流量，根据所述单位流量和所述液体流动频率计算所述目标管道内液体的流速，所述挤压特性为所述驱动泵旋转一周对所述目标管道的挤压次数。

2.根据权利要求1所述的管道内液体流速非接触测量方法，其特征在于，对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号分别做快速傅里叶变换之前，还包括：

对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号进行带通滤波，以去除环境噪声和谐振引起的干扰。

3.根据权利要求1所述的管道内液体流速非接触测量方法，其特征在于，根据各频域信号的选择对所述目标管道感知效果最强的接收天线作为最佳信道，包括：

计算每个频域信号中各频率最大振幅和平均振幅的比值，将所述比值最大的频域信号对应的接收天线作为最佳信道。

4.根据权利要求1所述的管道内液体流速非接触测量方法，其特征在于，对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号分别做快速傅里叶变换之前，话包括：

对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号进行信号放大处理。

5.根据权利要求1所述的管道内液体流速非接触测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

沿所述目标管道设置多个毫米波雷达，分别根据各毫米波雷达采集到的信号对计算所述目标管道中的液体流速，去除各液体流速中的最高值和最低值后求平均，得到最终的液体流速。

6.一种管道内液体流速非接触检测设备，其特征在于，包括：

至少一个毫米波雷达，所述毫米波雷达内设有由多个接收天线组成的天线阵列；

数据预处理模块，用于获取所述毫米波雷达采集的由目标管道和干扰物反射回来的多个反射信号，检测各反射信号的距离和强度信息；获取距离与设定距离匹配的反射信号的强度，提取出该强度的反射信号以作为所述目标管道的目标反射信号；

处理器模块，用于对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号分别做快速傅里叶变换，得到各接收天线对应的目标反射信号的频域信号；根据各频域信号的选择对所述目标管道感知效果最强的接收天线作为最佳信道，将所述最佳信道所对应频域信号中振幅最大的频率作为液体流动频率，所述液体流动频率用于表征所述目标管道中液体流动的周期性；根据所述目标管道管径、驱动泵的对所述目标管道的挤压特性确定所述目标管道中每个周期内液体的单位流量，根据所述单位流量和所述液体流动频率计算所述目标管道内液体的流速，所述挤压特性为所述驱动泵旋转一周对所述目标管道的挤压次数。

7.根据权利要求6所述的管道内液体流速非接触检测设备，其特征在于，所述设备还包括带通滤波器，用于对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号进行带通滤波，以去除环境噪音和谐振的干扰。

8.根据权利要求7所述的管道内液体流速非接触检测设备，其特征在于，所述设备还包括信号放大电路，用于对所述毫米波雷达中的每个接收天线接收到的目标反射信号进行信号放大处理。