CN114019496A

CN114019496A - 一种管道内液体流速非接触测量方法及装置

Info

Publication number: CN114019496A
Application number: CN202210002529.1A
Authority: CN
Inventors: 马华东; 周安福; 梁雨萌; 温昕哲
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2022-01-05
Filing date: 2022-01-05
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2042-01-05
Also published as: CN114019496B

Abstract

本发明提供一种管道内液体流速非接触测量方法及装置，借助毫米波雷达通过非接触式的方式感知目标管道中流动的液体，通过快速傅里叶变换获取反射信号的频域信号，并提取目标管道中液体体积的周期性变化特征，根据这种液体体积周期性变化的频率以及目标管道在单个周期内能够泵送的单位流量计算得到液体流速。所述方法和装置部署简单，能够在不嵌入管道的情况下鲁棒地实现对管道内液体流量的高精度的感知。

Description

一种管道内液体流速非接触测量方法及装置

技术领域

本发明涉及流体测量技术领域，尤其涉及一种管道内液体流速非接触测量方法及装置。

背景技术

液体在管道中的流动速度代表了液体运输系统的实际工作状态，实时监控这项数据对液体的安全运输至关重要。传统方法通常利用叶轮式测量装置进行液体的流速检测，现有技术中还采用基于电信号和超声波信号的实时液体流动状态的监测。

但是，叶轮式流速测量装置结构复杂，长期使用后叶轮易磨损，会导致测量精度极大的下降。基于电信号的电磁流速测量，对高速流动的液体测量较为精准，但是对于流速较低的液体则易受到环境的干扰，测量数据不精确。基于超声波信号的超声波流速测量方法在大口径流量测量方面有较突出的优点，但易受超声波换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的影响，从而导致数据不准确。

再者，这些接触式的监测方法往往需要改造液体管道，将设备嵌入管道中，成本昂贵且不具有可移动性。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种管道内液体流速非接触测量方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术测量管道中液体流速时需要嵌入式改造设置并且容易受环境干扰导致检测结果不准确的问题。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种管道内液体流速非接触测量方法，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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，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。

在一些实施例中，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。

另一方面，本发明还提供一种管道内液体流速非接触检测设备，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；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；

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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，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。

在一些实施例中，所述设备还包括：显示器模块，用于实时显示所述目标管道内液体流速的检测结果；和/或无线通信模块，用于将所述目标管道内液体流速的检测结果传输至外部设备。

另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。

本发明的有益效果至少是：

本发明所述管道内液体流速非接触测量方法及装置，借助毫米波雷达通过非接触式的方式感知目标管道中流动的液体，通过快速傅里叶变换获取反射信号的频域信号，并提取目标管道中液体体积的周期性变化特征，根据这种液体体积周期性变化的频率以及目标管道在单个周期内能够泵送的单位流量计算得到液体流速。所述方法和装置部署简单，能够在不嵌入管道的情况下鲁棒地实现对管道内液体流量的高精度的感知。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明一实施例所述管道内液体流速非接触测量方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例所述管道内液体流速非接触检测设备工作状态示意图；

图3为本发明另一实施例所述管道内液体流速非接触测量方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例所述管道内液体流速非接触测量方法中毫米波雷达接收到的反射信号图；

图5为图4经快速傅里叶变换后得到的频域信号图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

近年来，因为无线感知可以实现可移动、无损伤、非接触的感知，本领域技术人员开始探索利用无线信号与液体相遇时发生的独特变化（例如吸收与反射）进行液体的感知，例如利用无线信号区分液体的种类，泵机的振动幅度等。

本文提出了一种使用毫米波雷达检测管道中液体流动速度的技术。毫米波雷达能够感知管道中液体因为周期性泵出所带来的细微的振动，通过记录和分析这种周期性的振动，能够提取出液体体积的周期性变化。对于相同的管道和泵而言，液体体积的周期性变化与流动速度成正比。因此本发明可以实现通过一枚硬币大小的商业化应用的毫米波雷达，实时感知管道中液体的流动速度。考虑到毫米波雷达的便携性和轻量化，本发明可以部署在大多数便携式可移动计算设备中，例如智能手机、智能手表等。同时这种检测是非接触式的，即毫米波芯片与被检测目标不需要直接接触，因此部署更加容易，不需要嵌入或者损坏管道目标。

本发明利用无线信号感知液体的流动状态，在不改造、不接触管道和液体的情况下，实现对液体流动状态的检测。考虑到无线信号收发设备的便携性和低廉的成本，本发明可以应用在众多需要实时监测管道中液体的流动速度的应用中，例如石油、化工品的工业运输系统。

需要预先说明的是，本发明基于毫米波雷达实施的，毫米波雷达是工作在毫米波波段（millimeter wave）探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标；具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好的特点。毫米波雷达可以采用微带阵列发射和接收毫米波。

与其他传感器系统比较，毫米波雷达有如下优点：

(1)高分辨率，小尺寸；由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关，因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小，小的天线尺寸可获得窄波束。

(2)干扰小，大气衰减虽然限制了毫米波雷达的性能，但有助于减小许多雷达一起工作时的相互影响。

(3)与红外系统相比，毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息。

一方面，本发明提供一种管道内液体流速非接触测量方法，如图1所示，包括步骤S101~S105：

步骤S101：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；其中，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。

步骤S102：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目标管道的目标反射信号。

步骤S103：对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。

步骤S104：根据各频域信号的选择对目标管道感知效果最强的接收天线作为最佳信道，将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，液体流动频率用于表征目标管道中液体流动的周期性。

步骤S105：根据目标管道管径、驱动泵的对目标管道的挤压特性确定目标管道中每个周期内液体的单位流量，根据单位流量和液体流动频率计算目标管道内液体的流速。

在步骤S101中，实际应用场景下可能存在多条管线或障碍物干扰检测，因此，即便是单个毫米波雷达工作的条件下，也可能接收到多个反射信号。为了准确得到由目标管道反射回来的有效信号，则需要对多个反射信号进行筛选。具体方法是，在检测开始时，毫米波雷达与目标管道的相对距离是预设的。在接收到多个反射信号后，检测各反射信号的距离和强度，将各反射信号的距离与预设距离进行对比，最接近的反射信号就是目标管道产生的。

在步骤S102中，由于不同距离或对象反射信号的强度存在差异，通过目标管道对应的反射信号的强度可以提取出相应的信号用于处理。通过步骤S101和步骤S102两步的处理，可以去除干扰物的反射信号，快速准确地找到目标管道的反射信号。

在步骤S103中，目标管道就特定的结构以及驱动设备的性能，在达到一个相对稳定的液体流动状态时，目标管道内的液体体积会存在周期性的变化，这种周期性的变化主要是由于泵在运行过程中存在周期性的震动，压缩被泵送的液体，则会产生液体的周期性变化。毫米波雷达产生的毫米波经目标管道中的液体反射返回后，则会携带该周期性变化的震动信号，能够从反射信号的强度上体现。计算接收到的信号的周期性，即可反应液体被机器泵出的频率。当泵与管道不变时，液体的泵出频率对应着固定的流动速度。因此该频率可用于计算液体的流动速度。步骤S103通过对反射信号进行快速傅里叶变换，能够将时域信号转换为频域信号，将反射信号拆解为多个频率的震动信号，则可以提取目标管道中液体震动的部分。

进一步的，由于毫米波雷达中采用微带阵列发射和接收毫米波，因此，存在多个接收天线。由于不同接收天线相对于目标管道的角度和距离存在一定差异，所以各接收天线的对液体的感知效果存在差别。为了获得最优的检测效果，步骤S104还对信道进行选择，即选取感知效果最好的接受天线进行处理分析。

在一些实施例中，步骤S104中，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，将比值最大的频域信号对应的接收天线作为最佳信道。

在一些实施例中，步骤S104之前，即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。

在一些实施例中，步骤S104之前，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。这里通过信号放大电路对信号进行放大，能够提升检测效果。

进一步的，在选择得到最佳信道之后，可以直接获取其时域信号中振幅最大的频率作为液体流动频率。该流动频率能够表征液体在目标管道中体积的周期性变化。

在步骤S105中，根据目标管道管径以及驱动泵的泵机功率确定在稳定流动状态下，一个震动周期内泵送的液体单位流量。在管路结构、泵机型号和功率确定的条件下，目标管道对应的单位流量是固定的，可以预先检测得到，也可以根据管路结构、泵机型号和功率进行计算得到。具体的，特定型号的泵机在运转过程中对管道具有固定的挤压特性，其旋转一圈对管道的挤压次数是一定的，由于目标管道的管径也是确定的，每旋转一圈对液体的泵送量一致。根据检测到的液体流动频率，以及泵机的挤压特性，可以计算得到每个震动周期内液体的单位流量，而进一步计算得到目标管道内的液体的流速。

在一些实施例中，所述方法还包括：沿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。本实施例进行多次检测，根据多次检测的结果综合评价得到最终的结果，能够提升准确性。

另一方面，本发明还提供一种管道内液体流速非接触检测设备，如图2所示，包括：至少一个毫米波雷达、数据预处理模块和处理器模块。其中，本实施例可以采用60GHz的毫米波雷达，数据预处理模块和处理器模块可以采用计算机、单片机或其它可以存储和运行软件程序的电子设备。

毫米波雷达内设有由多个接收天线组成的天线阵列，具体的，可以采用微带阵列。

数据预处理模块用于获取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目标管道的目标反射信号。

处理器模块，用于对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目标管道感知效果最强的接收天线作为最佳信道，将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，液体流动频率用于表征目标管道中液体流动的周期性；根据目标管道管径、驱动泵的对所述目标管道的挤压特性确定目标管道中每个周期内液体的单位流量，根据单位流量和所述液体流动频率计算目标管道内液体的流速，挤压特性为所述驱动泵旋转一周对目标管道的挤压次数。

在一些实施例中，所述设备还包括带通滤波器，用于对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。

在一些实施例中，所述设备还包括信号放大电路，用于对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。

在一些实施例中，所述设备还包括：显示器模块，用于实时显示目标管道内液体流速的检测结果；和/或无线通信模块，用于将目标管道内液体流速的检测结果传输至外部设备。

所述管道内液体流速非接触检测设备的工作方式，可以参照对步骤S101~S105的说明。

下面结合具体实施例对本发明进行说明：

提供一种基于毫米波雷达的管道内液体流速非接触测量方法，参照图2和图3，将毫米波芯片摆放在内径为3.2毫米的橡胶管道的正下方，使用蠕动泵以90rpm(round perminutes, 转/分钟)的转速令液体在管道中流动。FMCW（调频连续波）毫米波雷达能够发射并接收到目标反射回来的毫米波信号。液体被蠕动泵周期性泵出而在管道中流动时，这种周期性的液体体积变化会导致RSS（Received Signal Strength，反射信号强度）的相应变化，如图4。计算接收到的信号的周期性，即可反应液体被机器泵出的频率。当泵与管道不变时，液体的泵出频率对应着固定的流动速度。因此该频率可用于计算液体的流动速度。图5展示了经过滤波的毫米波信号通过傅里叶变换所得到的频谱图像，其中的最高峰值对应的频率为4.5Hz，即此时检测的管道振动频率为4.5Hz，根据蠕动泵转动一周挤压管道3次的特性，可对应计算得到蠕动泵工作的频率（4.5 / 3 *60 = 90 rpm），对于该管道系统而言对应流量为90毫升每分钟。

如图3所示，对于接收到的反射信号，处理步骤包括如下：

首先，收集并处理毫米波信号。收集的毫米波信号是毫米波雷达发射并被不同距离的目标反射回来的FMCW调频信号，这种信号在经过快速傅里叶变换后，能够得到不同距离的目标反射信息。因此，首先能够检测得到距离-信号强度的信息。在一定距离范围内，信号强度最大处对应的位置就应当为管道振动处所在的位置。这样就能判断出目标所在的位置。通过对相应强度的信号进行分离，把这个位置所对应的毫米波信息提取出来。

所收集到的毫米波数据是一段时间内的数据，对这个时间段内的信号强度带有周期性，与管道中液体的周期性泵出具有关联性。

对于蕴含周期性信息的毫米波数据，其还受到了环境的低频噪声以及管道谐振产生的干扰。因此，还需要对数据进行进一步的滤波处理，使用基于先验知识的信号带通滤波算法，将环境噪声与谐振引起的干扰滤除，只留下管道振动所相关的信息。

接下来，考虑到实际部署中毫米波接收天线的最佳感知角度可能与管道中液体流动方向不重合，设计了一种利用毫米波多接收天线选择最佳信道的算法，把毫米波雷达所接收到的多通道的数据进行对比，筛选其中感知效果最佳的通道，整合形成一组易于分析的数据。再通过傅里叶变换将数据转换为频域信息，得到信号的频谱图。

频域信号的不同峰值，代表这组数据在该周期处的周期性强弱。例如频谱图中4.4Hz处的频率峰值最高，表示该数据具有一个4.4Hz的周期的可能性很高。因此，可通过提取频谱图的峰值信息，计算出管道中液体流动的频率。

具体的，参照图3，处理步骤包括S0~S4:

S0：设

代表第i根接收天线在时刻t接收到的目标反射信号强度，收集一段时间T内的

数据，对其进行滤波后进行快速傅里叶变化转换为频域信号

。

S1：获取频域信号

在频域上的振幅最大值

，以及振幅平均值

。

S2：分别计算各接收天线在频域上各频率振幅最大值与振幅平均值的比值为：

；（1）

S3：以

作为判断最佳信道的标准，选择

最大的接收天线作为最佳信道

，其中最佳信道在频域上振幅最大的

所对应的频率f即为所求目标频率，即液体流动频率。

S4：求得液体在管道中的液体流动频率f后，可通过公式得到液体的流速Q：

；（2）

其中，C（G，S）表示的是由型号为G的泵以及粗细为S的管道决定的参数，表征该系统运输液体的效率。对于G与S相同的管道系统而言C为固定的参数，只需在实际使用前测量一次或者根据已有知识设置为固定值即可。例如，对于蠕动泵驱动的3.2毫米橡胶管道系统而言，C= 20 ml/(min * Hz), 当f=4.5 Hz 时，液体流速为90 ml/min; 当f = 3 Hz时，液体流速为60ml/min; 当f=5 Hz时，液体流速为100 ml/min。

S4中表述的公式与实施例子仅用以说明本实施例的技术方案，而非限制使用特定的泵或者管道，其同样适用于由其他任意的泵以及管道构成的液体传输系统。

本实施例提出了一种基于毫米波雷达的非接触式感知管道内液体流动速度的方法，它借助毫米波雷达感知到液体目标所在的位置，通过设计的滤波算法和多天线信号数据处理算法提取液体体积周期性变化的特征，从而能够以高准确率计算得到流动速度，例如手臂动脉的中血液流动速度，工业液体运输管道内石油、化工品的流动速率等。本实施例揭示了管道内液体的周期性流动与毫米波雷达多天线上的信号强度周期性变化之间的联系。本实施例具有极高的感知精度，可以感知到内径仅为3.2毫米的管道中液体的流动速率。本实施例使用60GHz的毫米波雷达构建了系统原型。该系统设备体积小(只有硬币大小)，部署简单，能够非接触地进行高精度的液体流动周期感知，因此具有广泛的应用场景，例如部署在智能家居、智能可穿戴手表、智能手机中为用户提供手臂动脉中血液流速的检测；部署在石油化工运输管道中实时监测液体的流动速率等等。

综上所述，本发明所述管道内液体流速非接触测量方法及装置，借助毫米波雷达通过非接触式的方式感知目标管道中流动的液体，通过快速傅里叶变换获取反射信号的频域信号，并提取目标管道中液体体积的周期性变化特征，根据这种液体体积周期性变化的频率以及目标管道在单个周期内能够泵送的单位流量计算得到液体流速。所述方法和装置部署简单，能够在不嵌入管道的情况下鲁棒地实现对管道内液体流量的高精度的感知。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（ASIC）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM（EROM）、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频（RF）链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种管道内液体流速非接触测量方法，其特征在于，包括：

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：

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；

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。

9.根据权利要求8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：

显示器模块，用于实时显示所述目标管道内液体流速的检测结果；

和/或无线通信模块，用于将所述目标管道内液体流速的检测结果传输至外部设备。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。