一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于测量技术领域，提供一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法和装置，其方法包括：通过毫米波雷达获取与固态流体物质的距离信息和角度信息；根据所述距离信息和所述角度信息，计算得到所述毫米波雷达与所述固态流体物质中每个量测点的坐标信息；利用所述毫米波雷达与所述量测点的坐标信息，计算得到所述固态流体物质的体积变化信息；基于所述固态流体物质的体积变化信息和已知的所述固态流体物质的总体积，计算得出所述固态流体物质的流速。通过毫米波雷达的相对距离和角度量测数据，计算单位时间内固态流体物质的体积变化，能够快速、准确的计算固态流体物质的流速，从而避免了因环境因素导致流速计算不准确的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法和装置


[0001]本专利技术涉及测量
，尤指一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法和装置。

技术介绍

[0002]一般来说，作为利用超声波来测量流体的流速、流量的方法，已知传播时间差法。在该方法中，针对流体的流速，在顺流方向和逆流方向上发送和接收超声波，以利用以下现象：这两个方向的超声波的传播时间的差异根据流体的流速而发生变化。在传播时间差法中，超声波的声速不是固定的，而是受温度等其它物理量所影响而发生变化。
[0003]因此如何使得流体的流速测量不受任何环境的限制，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法和装置，解决了上述问题。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一方面，本专利技术提供一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法，包括步骤：
[0007]通过毫米波雷达获取与固态流体物质的距离信息和角度信息；
[0008]根据所述距离信息和所述角度信息，计算得到所述毫米波雷达与所述固态流体物质中每个量测点的坐标信息；
[0009]利用所述毫米波雷达与所述量测点的坐标信息，计算得到所述固态流体物质的体积变化信息；
[0010]基于所述固态流体物质的体积变化信息和已知的所述固态流体物质的总体积，计算得出所述固态流体物质的流速。
[0011]在一些实施方式中，所述通过毫米波雷达获取与固态流体物质的距离信息和角度信息，包括：
[0012]通过所述毫米波雷达接收经过所述固态流体物质反射的毫米波信号；
[0013]根据所述毫米波信号计算所述固态流体物质与所述毫米波雷达的距离信息、所述固态流体物质与所述毫米波雷达法线的夹角；所述固态流体物质与所述毫米波雷达法线的夹角为所述角度信息。
[0014]在一些实施方式中，所述根据所述距离信息和所述角度信息，计算得到所述毫米波雷达与所述固态流体物质中每个量测点的坐标信息，包括：
[0015]根据所述距离信息、所述夹角信息，代入下列公式计算得到所述毫米波雷达与所述量测点之间在高度方向上的行程高度：
[0016]h＝cosθ*R；
[0017]其中，所述R表示所述相对距离，θ表示所述相对夹角，h表示所述行程高度。
[0018]在一些实施方式中，所述利用所述毫米波雷达与所述量测点的坐标信息，计算得到所述固态流体物质的体积变化信息，包括：
[0019]设第一量测点A的坐标为(h
A
,L
A
)，第二量测点C的坐标为(h
C
,L
C
)；所述坐标信息包括所述毫米波雷达与所述量测点的距离信息和高度信息；
[0020]通过以下公式计算出所述固态流体物质在开始时间的第一体积和所述固态流体物质在结束时间的第二体积：
[0021]V1＝π*L
12
*(h
C1
‑
h
A1
)；
[0022]V2＝π*L
22
*(h
C2
‑
h
A2
)；
[0023]根据所述第一体积和所述第二体积的差值，得到所述固态流体物质的体积变化信息；
[0024]其中，V1为所述固态流体物质在开始时间的第一体积；L1为所述第一量测点在开始时间的距离信息；h
C1
为所述第二量测点在开始时间的高度信息；h
A1
为所述第一量测点在开始时间的高度信息；V2为所述固态流体物质在结束时间的第二体积；L2为所述第一量测点在结束时间的距离信息；h
C2
为所述第二量测点在开始时间的高度信息；h
A2
为所述第一量测点在开始时间的高度信息。
[0025]在一些实施方式中，所述基于所述固态流体物质的体积变化信息和已知的所述固态流体物质的总体积，计算得出所述固态流体物质的流速，包括：
[0026]通过以下公式计算出固态流体物质的流速：
[0027][0028]其中，S
s
为所述固态流体物质的流速；V1为所述固态流体物质在开始时间的第一体积；V2为所述固态流体物质在结束时间的第二体积；t2为结束时间；t1为开始时间。
[0029]在一些实施方式中，本专利技术还提供一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算装置，包括：
[0030]获取模块，用于通过毫米波雷达获取与固态流体物质的距离信息和角度信息；
[0031]计算模块，用于根据所述距离信息和所述角度信息，计算得到所述毫米波雷达与所述固态流体物质中每个量测点的坐标信息；
[0032]所述计算模块，还用于利用所述毫米波雷达与所述量测点的坐标信息，计算得到所述固态流体物质的体积变化信息；
[0033]所述计算模块，还用于基于所述固态流体物质的体积变化信息和已知的所述固态流体物质的总体积，计算得出所述固态流体物质的流速。
[0034]在一些实施方式中，所述获取模块，用于：
[0035]通过所述毫米波雷达接收经过所述固态流体物质反射的毫米波信号；
[0036]根据所述毫米波信号计算所述固态流体物质与所述毫米波雷达的距离信息、所述固态流体物质与所述毫米波雷达法线的夹角；所述固态流体物质与所述毫米波雷达法线的夹角为所述角度信息。
[0037]在一些实施方式中，所述计算模块，用于：
[0038]根据所述距离信息、所述夹角信息，代入下列公式计算得到所述毫米波雷达与所述量测点之间在高度方向上的行程高度：
[0039]h＝cosθ*R；
[0040]其中，所述R表示所述相对距离，θ表示所述相对夹角，h表示所述行程高度。
[0041]在一些实施方式中，所述计算模块，用于：
[0042]设第一量测点A的坐标为(h
A
,L
A
)，第二量测点C的坐标为(h
C
,L
C
)；所述坐标信息包括所述毫米波雷达与所述量测点的距离信息和高度信息；
[0043]通过以下公式计算出所述固态流体物质在开始时间的第一体积和所述固态流体物质在结束时间的第二体积：
[0044]V1＝π*L
12
*(h
C1
‑
h
A1
)；
[0045]V2＝π*L
22
*(h
C2
‑
h
A2
)；
[0046]根据所述第一体积和所述第二体积的差值，得到所述固态流体物质的体积变化信息；
[0047]其中，V1为所述固态流体物质在开始时间的第一体积；L1为所述第一量测点在开始时间的距离信息；h
C1
为所述第二量测点在开始时间的高度信息；h
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法，其特征在于，包括步骤：通过毫米波雷达获取与固态流体物质的距离信息和角度信息；根据所述距离信息和所述角度信息，计算得到所述毫米波雷达与所述固态流体物质中每个量测点的坐标信息；利用所述毫米波雷达与所述量测点的坐标信息，计算得到所述固态流体物质的体积变化信息；基于所述固态流体物质的体积变化信息和已知的所述固态流体物质的总体积，计算得出所述固态流体物质的流速。2.根据权利要求1所述基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法，其特征在于，所述通过毫米波雷达获取与固态流体物质的距离信息和角度信息，包括：通过所述毫米波雷达接收经过所述固态流体物质反射的毫米波信号；根据所述毫米波信号计算所述固态流体物质与所述毫米波雷达的距离信息、所述固态流体物质与所述毫米波雷达法线的夹角；所述固态流体物质与所述毫米波雷达法线的夹角为所述角度信息。3.根据权利要求1所述基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法，其特征在于，所述根据所述距离信息和所述角度信息，计算得到所述毫米波雷达与所述固态流体物质中每个量测点的坐标信息，包括：根据所述距离信息、所述夹角信息，代入下列公式计算得到所述毫米波雷达与所述量测点之间在高度方向上的行程高度：h＝cosθ*R；其中，所述R表示所述相对距离，θ表示所述相对夹角，h表示所述行程高度。4.根据权利要求1所述基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法，其特征在于，所述利用所述毫米波雷达与所述量测点的坐标信息，计算得到所述固态流体物质的体积变化信息，包括：设第一量测点A的坐标为(h
A
,L
A
)，第二量测点C的坐标为(h
C
,L
C
)；所述坐标信息包括所述毫米波雷达与所述量测点的距离信息和高度信息；通过以下公式计算出所述固态流体物质在开始时间的第一体积和所述固态流体物质在结束时间的第二体积：V1＝π*L
12
*(h
C1
‑
h
A1
)；V2＝π*L
22
*(h
C2
‑
h
A2
)；根据所述第一体积和所述第二体积的差值，得到所述固态流体物质的体积变化信息；其中，V1为所述固态流体物质在开始时间的第一体积；L1为所述第一量测点在开始时间的距离信息；h
C1
为所述第二量测点在开始时间的高度信息；h
A1
为所述第一量测点在开始时间的高度信息；V2为所述固态流体物质在结束时间的第二体积；L2为所述第一量测点在结束时间的距离信息；h
C2
为所述第二量测点在开始时间的高度信息；h
A2
为所述第一量测点在开始时间的高度信息。5.根据权利要求1～4中任一项所述基于毫米波雷达的固态流体物质流速计算方法，其特征在于，所述基于所述固态流体物质的体积变化信息和已知的所述固态流体物质的总体积，计算得出所述固态流体物质的流速，包括：
通过以下公式计算出固态流体物质的流速：其中，S
s
为所述固态流体物质的流速；V1为所述固态...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚超，于巍巍，陈伟业，范丽丽，朱林，丁季明，
申请(专利权)人：上海为彪汽配制造有限公司，
类型：发明
国别省市：