一种流速检测方法、设备及装置

技术特征：
1.一种流速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取通过至少两组超声换能器检测得到的至少两组初始流速，每组所述超声换能器对应一组初始流速，每组所述超声换能器的发射方向交叉且每组所述超声换能器的发射方向与待测流体的流动方向的第一夹角为锐角；确定每组所述初始流速在管腔轴向方向的流速分量以及所述管腔径向方向上的流速分量；利用所述管腔轴向方向的流速分量和所述管腔径向方向上的流速分量，确定所述待测流体的流速。2.根据权利要求1所述的流速检测方法，其特征在于，所述确定每组所述初始流速在所述管腔轴向方向的流速分量以及所述管腔径向方向上的流速分量，包括：获取每组所述超声换能器的发射方向与所述管腔轴向的第二夹角；利用所述第二夹角和所述初始流速的绝对值计算得到所述管腔轴向方向的流速分量以及所述管腔径向方向上的流速分量。3.根据权利要求1或2所述的流速检测方法，其特征在于，所述超声换能器为两组
，
两组所述超声换能器的发射端对称设置在所述管腔轴的两侧，两组所述超声换能器的接收端也对称设置在所述管腔轴的两侧，并且均处于同一平面。4.根据权利要求3所述的流速检测方法，其特征在于，所述利用所述管腔轴向方向的流速分量和所述管腔径向方向上的流速分量，确定所述待测流体的流速，包括：以两组所述超声换能器发射的超声波的交点为原点，以所述管腔轴向方向为x轴，以垂直于所述x轴且处于所述平面内的方向为y轴，建立坐标系；通过以下公式计算所述待测流体的流速：其中，od为所述待测流体的流速矢量，|od|为所述待测流体的流速，oa1为第一组所述超声换能器检测到的所述初始流速在y轴上的所述流速分量，ob1为第二组所述超声换能器检测到的所述初始流速在y轴上的所述流速分量，oa2为第一组所述超声换能器检测到的所述初始流速在x轴上的所述流速分量，ob2为第二组所述超声换能器检测到的所述初始流速在x轴上的所述流速分量。5.根据权利要求1或2所述的流速检测方法，其特征在于，所述超声换能器为三组，其中，第一组所述超声换能器对应的发射端与第二组所述超声换能器对应的发射端对称设置在所述管腔轴的两侧，第一组所述超声换能器对应的接收端与第二组所述超声换能器对应的接收端也对称设置在所述管腔轴的两侧，并且均处于同一平面，第三组所述超声换能器的发射端设置在所述管腔轴的外侧且位于第一组与第二组所述超声换能器发射端的垂直平分线上，第三组所述超声换能器的接收端也设置在所述管腔轴的外侧且位于第一组与第二组所述超声换能器接收端的垂直平分线上。6.根据权利要求5所述的流速检测方法，其特征在于，三组所述超声换能器检测得到的三组初始流速分别为第一初始流速、第二初始流速与第三初始流速，所述利用所述管腔轴向方向的流速分量和所述管腔径向方向上的流速分量，确定所述待测流体的流速，包括：以三组所述超声换能器发射的超声波的交点为原点，以所述管腔轴向方向为x轴，以垂
直于所述x轴且处于所述平面内的方向为y轴，以垂直于所述x轴且垂直于所述y轴所在的方向为z轴，建立坐标系；通过以下公式计算所述待测流体的流速：其中，od为所述待测流体的流速矢量，|od|为所述待测流体的流速，oa1为所述第一初始流速在y轴上的所述流速分量，ob1为所述第二初始流速在y轴上的所述流速分量，oc1为所述第三初始流速在y轴上的所述流速分量，oa2为所述第一初始流速在x轴上的所述流速分量，ob2为所述第二初始流速在x轴上的所述流速分量，oc2为所述第三初始流速在x轴上的所述流速分量，oa3为所述第一初始流速在z轴上的所述流速分量，ob3为所述第二初始流速在z轴上的所述流速分量，oc3为第三初始流速在z轴上的所述流速分量。7.一种流速检测设备，其特征在于，包括：至少两组用于检测初始流速的超声换能器，每组所述超声换能器检测一组所述初始流速，每组所述超声换能器设于用于传输待测流体的管腔的外侧，每组所述超声换能器的发射方向交叉且每组所述超声换能器的发射方向与待测流体的流动方向的夹角为锐角。8.根据权利要求7所述的流速检测设备，其特征在于，所述超声换能器为两组，其中，两组所述超声换能器的发射端对称设置在所述管腔轴的两侧，两组所述超声换能器的接收端也对称设置在所述管腔轴的两侧，并且均处于同一平面。9.根据权利要求7所述的流速检测设备，其特征在于，所述超声换能器为三组，其中，第一组所述超声换能器对应的发射端与第二组所述超声换能器对应的发射端对称设置在所述管腔轴的两侧，第一组所述超声换能器对应的接收端以及与第二组所述超声换能器对应的接收端也对称设置在所述管腔轴的两侧，并且均处于同一平面，第三组所述超声换能器的发射端设置在所述管腔轴的外侧且位于第一组与第二组所述超声换能器发射端的垂直平分线上，第三组所述超声换能器的接收端也设置在所述管腔轴的外侧且位于第一组与第二组所述超声换能器接收端的垂直平分线上。10.一种流速检测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取通过至少两组超声换能器检测得到的至少两组初始流速，每组所述超声换能器对应一组初始流速，每组所述超声换能器的发射方向交叉且每组所述超声换能器的发射方向与待测流体的流动方向的第一夹角为锐角；分析模块，用于确定每组所述初始流速在管腔轴向方向的流速分量以及所述管腔径向方向上的流速分量；确定模块，用于利用所述管腔轴向方向的流速分量和所述管腔径向方向上的流速分量，确定所述待测流体的流速。

技术总结
本发明提供了一种流速检测方法、设备及装置，该方法包括：获取通过至少两组超声换能器检测得到的至少两组初始流速，每组所述超声换能器对应一组初始流速，每组所述超声换能器的发射方向交叉且每组所述超声换能器的发射方向与待测流体的流动方向的第一夹角为锐角；确定每组所述初始流速在管腔轴向方向的流速分量以及所述管腔径向方向上的流速分量；利用所述管腔轴向方向的流速分量和所述管腔径向方向上的流速分量，确定所述待测流体的流速。利用本发明中的流速检测方法不仅能够准确的确定出不同运动状态下的待测流体的实际流速，还可以确定出待测流体的流动方向。可以确定出待测流体的流动方向。可以确定出待测流体的流动方向。


技术研发人员：焦阳 沈之天 徐茂源 崔崤峣
受保护的技术使用者：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/13