检测流体流的方法、对应的装置和计算机程序产品.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910016830.6 (22)申请日 2019.01.08 (30)优先权数据 102018000000629 2018.01.09 IT (71)申请人 意法半导体股份有限公司 地址 意大利阿格拉布里安扎 (72)发明人 F帕萨尼蒂ER阿莱西 (74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所 11256 代理人 王茂华张宁 (51)Int.Cl. G01M 3/26(2006.01) G01M 3/04(2006.01) (54)发明名称 检测流体流的方法、 对应的装置和计算。

2、机程 序产品 (57)摘要 本公开涉及一种检测流体流的方法、 对应的 装置和计算机程序产品。 该方法包括： 从多个传 感器接收指示流体流的检测信号， 流体流具有方 向和速率， 多个传感器具有在多个传感器中成对 传感器之间的相互位置和距离； 根据检测信号确 定多个传感器中的第一检测传感器， 其在多个传 感器中其他传感器之前检测到流体流； 确定由多 个传感器中每对传感器中第一传感器和第二传 感器检测到流体流之间的时间延迟； 以及基于多 个传感器中成对传感器之间的相互位置和距离 以及时间延迟确定指示流体流的方向和速率的 流体流速度矢量。 权利要求书3页 说明书9页 附图13页 CN 11001795。

3、1 A 2019.07.16 CN 110017951 A 1.一种方法， 包括： 从多个传感器接收指示流体流的检测信号， 所述流体流具有方向和速率， 所述多个传 感器具有相应的在所述多个传感器中的成对传感器之间的相互位置和距离， 所述成对传感 器包括在所述成对传感器中的第一传感器和第二传感器； 根据所述检测信号， 确定在所述多个传感器中的第一检测传感器， 所述第一检测传感 器在所述多个传感器中的其他传感器之前检测到所述流体流； 确定由所述多个传感器中的每对传感器中的所述第一传感器和所述第二传感器检测 到所述流体流之间的时间延迟； 以及 根据所述多个传感器中的所述成对传感器之间的所述相互位置和。

4、距离以及所述时间 延迟， 确定流体流速度矢量， 所述流体流速度矢量指示所述流体流的方向和速率。 2.根据权利要求1所述的方法， 其中， 确定所述时间延迟包括： 计算所述多个传感器中 的所述成对传感器的所述检测信号之间的时间交叉相关性。 3.根据权利要求2所述的方法， 进一步包括： 将所述流体流速度矢量、 所述检测信号、 或 所述时间交叉相关性中的至少一个发送至用户装置的显示器。 4.根据权利要求1所述的方法， 进一步包括： 提供矩阵布置的所述多个传感器， 其中所述多个传感器中的传感器在所述矩阵布置中 沿行和列的方向对准； 确定第一另一速度矢量， 所述第一另一速度矢量包括： 根据对于在所述矩阵布。

5、置中沿 所述行和所述列的方向对准、 并且包括所述第一检测传感器的所述多个传感器中的所述成 对传感器的相互位置和距离以及所述时间延迟而计算得到的部分速度矢量的加和， 其中所 述第一另一速度矢量分别包括在所述矩阵布置中沿所述行的方向的第一分量和沿所述列 的方向的第二分量； 以及 将所述第一另一速度矢量的所述第一分量和所述第二分量进行比较， 以检测其中所述 第一另一速度矢量的第一相应第二分量主导第二相应第一分量的第一条件， 所述第一条件 指示所述第一另一速度矢量是否与在所述矩阵布置中的所述行的方向或所述列的方向基 本上对准。 5.根据权利要求4所述的方法， 进一步包括： 响应于确定所述第一条件未被满。

6、足， 通过计算根据对于包括所述第一检测传感器的所 述多个传感器中的成对传感器的所述相互位置和距离以及所述时间延迟计算得到的部分 速度矢量的加和， 来确定所述流体流速度矢量。 6.根据权利要求4所述的方法， 进一步包括： 响应于确定所述第一条件被满足， 通过从所述加和排除对于沿所述第一另一速度矢量 的方向对准的成对传感器计算得到的部分速度矢量、 以计算根据对于所述多个传感器中的 成对传感器的所述相互位置和距离以及所述时间计算得到部分速度矢量的加和， 来确定所 述流体流速度矢量。 7.根据权利要求4所述的方法， 进一步包括： 识别所述多个传感器中的相对传感器， 所述相对传感器是在所述多个传感器中具。

7、有距 所述第一检测传感器最远距离的传感器； 确定第二另一速度矢量， 所述第二另一速度矢量包括根据对于在所述矩阵布置中沿行 权利要求书 1/3 页 2 CN 110017951 A 2 和列的方向对准、 并且包括所述相对传感器的所述多个传感器中的成对传感器的相互位置 和距离以及所述时间延迟计算得到的部分速度矢量的加和， 其中所述第二另一速度矢量分 别包括在所述矩阵布置中沿所述行的方向的第一分量和沿所述列的方向的第二分量； 以及 将所述第一另一速度矢量的所述第一分量和所述第二分量与所述第二另一速度矢量 的所述第一分量和所述第二分量进行比较， 以检测第二条件， 在所述第二条件中， 所述第一 另一速度。

8、矢量的第一相应第二分量主导所述第一另一速度矢量的第二相应第一分量， 并且 所述第二另一速度矢量的第一相应第二分量主导所述第二另一速度矢量的第二相应第一 分量， 所述第二条件指示所述第一另一速度矢量和所述第二另一速度矢量是否与所述矩阵 布置中的所述行的方向或所述列的方向基本上对准。 8.根据权利要求7所述的方法， 进一步包括： 响应于确定所述第二条件未被满足， 通过计算根据对于包括所述第一检测传感器的所 述多个传感器中的成对传感器的所述相互位置和距离以及所述时间延迟计算得到的部分 速度矢量的加和， 来确定所述流体流速度矢量。 9.根据权利要求7所述的方法， 进一步包括： 响应于确定所述第二条件被。

9、满足， 通过从所述加和排除对于沿所述第一另一速度矢量 方向和所述第二另一速度矢量的方向对准的成对传感器计算得到的部分速度矢量、 以计算 根据对于所述多个传感器中的所述成对传感器的所述相互位置和距离以及所述时间延迟 计算得到的部分速度矢量的加和， 来确定所述流体流速度矢量。 10.根据权利要求1所述的方法， 进一步包括： 通过滤除高频噪声、 归一化信号幅度、 移 除信号基线、 或者将模拟信号转换为数字信号中的至少一个， 来处理所述检测信号。 11.根据权利要求1所述的方法， 进一步包括： 向显示器发送在所述流体流中所包括气 体的浓度或者所述流体流速度矢量的模量中随时间的变化中的至少一个。 12.。

10、根据权利要求1所述的方法， 其中， 确定所述多个传感器中的所述第一检测传感器 包括： 在来自所述多个传感器的检测信号中定位波峰出现的时刻， 以及将所述第一检测传 感器识别为产生在来自所述多个传感器的检测信号中出现最早波峰的传感器。 13.一种便携式装置， 包括： 多个传感器； 以及 处理单元， 被配置用于： 从所述多个传感器接收指示流体流的检测信号， 所述流体流具有方向和速率， 所述多 个传感器具有相应的在所述多个传感器中的成对传感器之间的相互位置和距离， 所述成对 传感器包括在所述成对传感器中的第一传感器和第二传感器； 根据所述检测信号确定在所述多个传感器中的第一检测传感器， 所述第一检测传。

11、感器 在所述多个传感器中的其他传感器之前检测到所述流体流； 确定由所述多个传感器中的每对传感器中的所述第一传感器和所述第二传感器检测 到所述流体流之间的时间延迟； 以及 根据所述多个传感器中的所述成对传感器之间的所述相互位置和距离以及所述时间 延迟来确定流体流速度矢量， 所述流体流速度矢量指示所述流体流的方向和速率。 14.根据权利要求13所述的便携式装置， 其中， 所述便携式装置包括移动通信装置。 15.根据权利要求13所述的便携式装置， 其中， 所述多个传感器的空间布置包括围绕所 权利要求书 2/3 页 3 CN 110017951 A 3 述便携式装置的中心部分的多个传感器中的至少一个传。

12、感器， 所述多个传感器中的每个传 感器被放置在距相邻传感器的一定距离处， 所述多个传感器被布置在所述便携式装置的侧 向侧部上， 或者所述多个传感器被布置在所述便携式装置的外边缘处。 16.根据权利要求15所述的便携式装置， 其中， 所述便携式装置的所述外边缘包括所述 便携式装置的角部。 17.根据权利要求13所述的便携式装置， 其中， 所述多个传感器包括被配置用于检测指 示气体泄漏的流体流的至少一个气体传感器。 18.根据权利要求17所述的便携式装置， 其中， 所述至少一个气体传感器包括金属氧化 物气体传感器。 19.一种装置， 包括： 处理器； 以及 非瞬态计算机可读存储介质， 所述非瞬态计。

13、算机可读存储介质存储待由处理器执行的 程序， 所述程序包括用于如下项的指令： 从多个传感器接收指示流体流的检测信号， 所述流体流具有方向和速率， 所述多个传 感器具有相应的在所述多个传感器中的成对传感器之间的相互位置和距离， 所述成对传感 器包括在所述成对传感器中的第一传感器和第二传感器； 根据所述检测信号确定在所述多个传感器中的第一检测传感器， 所述第一检测传感器 在所述多个传感器中的其他传感器之前检测到所述流体流； 确定由所述多个传感器中的每对传感器中的所述第一传感器和所述第二传感器检测 到所述流体流之间的时间延迟； 以及 根据所述多个传感器中的所述成对传感器之间的所述相互位置和距离以及所。

14、述时间 延迟确定流体流速度矢量， 所述流体流速度矢量指示所述流体流的方向和速率。 20.根据权利要求19所述的装置， 其中， 确定所述时间延迟包括： 计算在所述多个传感 器中的所述成对传感器的所述检测信号之间的时间交叉相关性。 权利要求书 3/3 页 4 CN 110017951 A 4 检测流体流的方法、 对应的装置和计算机程序产品 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求享有2018年1月9日提交的意大利申请No.102018000000629的权益， 该 申请在此通引用的方式并入本文。 技术领域 0003 说明书涉及用于检测流体流(例如气体泄漏源， 针对诸如苯、 甲烷、 乙醇或。

15、更多挥 发性有机化合物之类的气体)的系统和方法、 对应的装置以及计算机程序产品。 背景技术 0004 危险气体的运输和使用在例如工业环境中以及家庭内是普遍的， 其中气体服务提 供者安装用于将气体输送至境内气体系统的管道。 此外， 可以由车辆引擎， 例如汽车， 放出 挥发性有机化合物。 0005 在许多情形中， 运输、 储存和使用气体可能涉及泄漏的风险。 0006 因此， 由联邦职业安全和健康协会限定了限制值以便于防止对雇员的损伤， 例如 通过防止他们遍及他们整个劳动年限吸入比规定的阈值限制值更高的气体浓度。 0007 例如， 对于丙烷和丁烷， 限制值设置在1000ppm。 已经引入的指示器是L。

16、C50， 其中LC 表示致命浓度， 而50反映了当以某一时间段(通常四个小时)吸入时杀死50实验动物的空 气中气体浓度。 例如对于乙腈、 氨、 苯、 二硫化碳、 一氧化碳、 氯、 氰、 氯化氢、 甲醇、 甲基溴、 二 氧化硫， LC50可以在0.5至2.0g/m3之间的范围内。 0008 常规地， 通过使用目的在于检测泄漏起源的便携式传感器装置手动地检测泄漏。 近期的方法也基于监控管道自身中压力下降。 0009 已经提出了许多自动化气体泄漏检测系统， 基于例如空间地分布并且及时监控所 感测浓度的一系列气体传感器。 0010 然而， 这些方案可以呈现一个或多个缺点， 例如它们需要预安装并且对于在。

17、环境 中分布并远程地读出传感器可以昂贵的。 此外， 该方案可以难以适用于家庭和/或车辆(例 如汽车)设置。 发明内容 0011 一个或多个实施例的目的可以在于， 提供一种气体泄漏源检测器模块， 用于手持、 移动和可穿戴装置， 能够识别气体泄漏的存在、 流动速率和来源。 0012 一个或多个实施例的优点可以包括提供精确的、 低功率、 低延时的气体泄漏源检 测器模块； 也即， 一个或多个实施例可以实施具有低功率和低延时的属性以便于适用于可 适用的环境。 0013 一个或多个实施例可以包括对应的装置(例如包括气体传感器和用于执行根据一 个或多个实施例的方法的处理单元的便携式装置或车辆)， 以及可加载。

18、在至少一个处理模 块(例如移动电话和/或车辆的处理单元)的存储器中的计算机程序产品并包括用于当在至 说明书 1/9 页 5 CN 110017951 A 5 少一个处理模块上运行产品时执行方法步骤的软件代码部分。 如在此所使用， 对于该计算 机程序产品的参考引用应该理解为等价于参考引用包含用于控制处理系统以便于协调根 据一个或多个实施例的方法的实施的指令的计算机可读存储器。 对于 “至少一个计算机” 的 参考引用意在突显以模块化和/或分布式形式实施一个或多个实施例的可能性。 附图说明 0014 现在将仅借由示例的方式、 参照附图描述一个或多个实施例， 其中： 0015 图1A和图1B分别表示根。

19、据一个或多个实施例的装置和传感器的非限定性示例； 0016 图2例示了根据一个或多个实施例的装置的特征的框图； 0017 图3表示来自根据一个或多个实施例的装置中所包括传感器的信号的可能时间行 为； 0018 图4A-图4C例示了一个或多个实施例的特征； 0019 图5A-图5D例示了一个或多个实施例的特征； 0020 图6例示了根据一个或多个实施例的方法的流程图； 以及 0021 图7A和图7B分别例示了根据一个或多个实施例的方法的特征和流程图。 具体实施方式 0022 在前的说明书中， 说明了一个或多个具体细节， 目的在于提供本说明书的实施例 的示例的深入理解。 可以不采用一个或多个具体细。

20、节、 或者采用其他方法、 部件、 材料等而 获得实施例。 在其他情形中， 并未详细说明或描述已知的结构、 材料或操作以便不模糊实施 例的某些特征方面。 0023 在本说明书的框架中对于 “一实施例” 或 “一个实施例” 的参考引用意在指示在至 少一个实施例中包括了参照实施例描述的特定配置、 结构或特性。 因此， 可以存在于本说明 书一个或多个点处的短语诸如 “在一实施例中” 或 “在一个实施例中” 并非必须涉及一个且 相同的实施例。 此外， 可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合特定的构造、 结构 或特性。 0024 仅为了方便提供在此使用的参考并且因此并未限定实施例的范围或保护范围。 。

21、0025 一个或多个实施例可以涉及一种用于便携式装置(诸如移动电话、 手持式装置或 可穿戴装置)的气体模块， 其可以用于在用户环境诸如家庭和通常室内环境、 汽车和通用车 辆驾驶舱中空气质量检测。 0026 一个或多个实施例可以适用于在消费者、 汽车、 工业和医疗市场中环境传感器的 领域。 0027 图1A例示了根据一个或多个实施例的装置10的可能实施方式。 例如， 如图1A的非 限定性示例中所示， 其可以能够在移动电话中包括气体泄露源检测器模块。 0028 在所示的实施例中， 可以将多个传感器S， 例如三个气体传感器S0、 S1、 S2(例如气 体浓度传感器)， 包括至装置10中， 然而可以在。

22、装置10中提供多于三个的传感器。 例如， 在装 置10中增加传感器S的数目可以增强空间分辨率。 0029 在一个或多个实施例中， 传感器可以放置在装置10的外表面上， 例如在其外侧面 上。 例如， 传感器S可以放置在装置10的边缘处， 可选地在其角部处。 说明书 2/9 页 6 CN 110017951 A 6 0030 此外， 传感器S可以放置在中心位置周围， 并且可以相互间隔某一距离， 该距离对 于每对相邻传感器可以相同或者可以不同， 例如在图1A中传感器S0-S2之间的第一距离D1以 及传感器S0-S1之间的第二距离D2。 0031 例如， 气体传感器S可以安装在便携式装置， 例如移动电。

23、话， 的边缘处， 在三个传感 器的情形中具有三角形布置， 在四个传感器的情形中具有四边形布置等等。 0032 在图1A的所示实施例中， 装置10可以具有平行六面体形状， 并且传感器S可以以三 角形设置而放置在其外侧面上； 例如： 第一传感器S0可以放置在第一外侧面的端部处， 例如 在装置10的第一角部处； 第二传感器S1可以放置在于第一外侧面相对的第二外侧面的端部 处， 例如相对于第一传感器S0镜面反射而放置； 以及第三传感器S2可以放置在第三外侧面的 中心， 第三外侧面连接第一和第二外侧面， 优选地相对于包括第一传感器S0和第二传感器S1 的端部在相对端部处。 0033 图1B表示根据一个或。

24、多个实施例的气体传感器S(例如气体浓度传感器)的可能实 施方式。 0034 传感器S可以是在MOX(金属氧化物)技术中的气体感测元件。 传感器S可以包括： 隔 膜120、 热绝缘体121、 硅衬底122、 电极124、 加热器126以及金属氧化物128。 0035 根据一个或多个实施例， 可以在装置10中提供许多组块以用于经由传感器S感测 也即检测例如流体流或气体泄漏。 0036 在一个或多个实施例中， 从传感器S接收的传感器信号可以在对应处理组块中经 历处理， 该处理组块可以被设置在每个传感器S与装置10的处理单元20之间。 例如， 如图2中 所示， 装置10例如移动通信设备可以包括一个或多。

25、个： 被配置用于放大传感器信号(例如气 体感测信号)的模拟前端(AFE)14、 模数转换器16、 和/或被配置用于气体传感器设置和控 制、 以ppm百万分之一数据转换、 以及用于例如直接或通过传感器集线器与处理单元20通信 的数字控制组块18。 0037 传感器集线器22可以对接并管理气体传感器S以及可能存在其他传感器， 其可以 存在于便携式装置10(例如移动电话)中。 0038 处理单元20可以包括中央处理单元CPU， 并且CPU 20可以是主机处理器或次级处 理器， 并且可以被配置用于精心设计(气体)传感器信号以便于检测气体的存在、 流动速率 和方向。 换言之， CPU 20可以包括用于检。

26、测流体流速率和来源的计算系统。 0039 此外， 如果接收到的传感器信号尚未补偿， 则CPU 20可以以本领域已知的方式进 一步补偿(气体)传感器信号的温度和相对湿度。 应该知晓， 可以由放置在(例如便携式)装 置10上的额外传感器收集原始温度和湿度数据。 0040 CPU 20可以使用传感器集线器22以与气体传感器S通信并控制， 处理单元20也可 以接收并处理传感器信号， 以便于检测流体流、 及其速率和方向。 0041 此外， 装置10可以包括显示器24， 显示器24被连接至处理单元20、 被配置用于显示 警报， 例如气体流浓度或检测到气体流强度的变化。 0042 此外， 装置10可以包括收。

27、发器26， 例如蓝牙低能量(BTLE)组块， 收发器26被配置用 于传输原始数据或结果至其他装置， 例如远程显示器/系统/终端。 例如， 收发器26可以被配 置用于也将发送至显示器24的数据发送至远程显示器。 0043 进一步， 装置10可以包括随机访问存储器(RAM)28， 以及输入/输出传感器端口30。 说明书 3/9 页 7 CN 110017951 A 7 0044 之前例示的适用于该应用类型的组块， 例如气体传感器S、 模拟第一终端14、 模数 转换器16以及数字控制组块18中的一个或多个， 可以具有以下特征中的一个或多个： 挥发 性有机化合物(VOC)检测， 操作范围大约0-100。

28、ppm， 检测限值大约1ppm， 若干 A(1 A10-6A) 的断电模式功耗， 用于稳定化传感器的暖机状态， 具有提高或降低采样速率的低功率和高 功率模式， 标准通信协议例如SPI、 I2C或I3C， 朝向传感器集线器的接口， 大约1.7至3.6V的 电源电压， 和/或大约-20至85的温度操作范围。 0045 气体感测元件加上模拟前端的示例可以由Figaro,1-5-11Senbanishi,Mino, Osaka 562-8505,JAPAN所提供的TGS8100气体传感器代表。 该传感器可以能够检测氧化碳、 甲烷、 丁烷、 丙烷和其他有害气体的存在。 0046 图3例示了在时刻t来自单。

29、个气体传感器S的获取信号(原始数据)， 在该情形下传 感器S沉浸在气体流中， 气体(例如甲苯)浓度C在大约2ppm至10ppm的数值之间变化。 0047 在以下附图中， 采用相同参考标记指示部分或元件例如结合图1A至图3已经讨论 过的部分或元件， 并且为了简洁不再重复对应的详细说明。 0048 图4A例示了装置10的可能正视图， 在此表示为具有矩形的正面， 其中可以在装置 10的四个角部处(例如在其外侧面上)包括四个传感器S0、 S1、 S2和S3的设置。 0049 例如， 四个传感器可以均被放置在装置10的不同外侧面上， 例如在各自外侧面的 中心周围处， 或在其一个角部中， 或者其可以能够将。

30、传感器放置至两个相对外侧面上、 在其 边缘处。 0050 在图4A中由箭头表示的气流G可以在不同时刻由传感器检测， 例如图4B分别例示 了对于第一传感器S0和第四传感器S3随时间变化的传感器幅度响应s0和s3。 此外， 图4C例 示了作为时间位移d的函数， 在第一传感器S0和第三传感器S3的传感器幅度响应s0和s3之 间的时间交叉相关性CC(0,3)。 0051第i个和第j个传感器信号在指数n处的交叉相关性CC(i,j)或可以定义 为： 0052 0053 交叉相关性信号可以提供作为它们相对时间位移d(或延迟时间)的函数的、 两个 信号si和sj的相似性的度量： 沿着所有指数n的交叉相关性函数。

31、的上波峰可以指示其中两 个信号可以视作最佳对准的时间点。 0054 在本发明的非限定性示例中， 对于装置10中所包括的传感器S， 传感器数据s中下 波峰可以指示流体流G的检测。 因此， 在图4A-图4C的所示示例中， 第一传感器S0可以是装置 10中所包括的四个传感器S中用于检测气流G的第一传感器， 并且对应的传感器数据s0可以 显示下波峰， 该下波峰在剩余的传感器数据s1、 s2和s3的下波峰之前随时间变化可以出现。 换言之， 首先(在装置10中所包括的传感器之中)检测到气流的传感器也是其传感器数据首 先呈现下波峰的传感器。 0055 在本发明的非限定性示例中， 在第一传感器S0之后， 其他。

32、传感器S1、 S2和S3可以检 测气流G， 并且可以在检测到下波峰的时刻之间计算延迟或时间位移。 0056 图4B例示了传感器S0和S3之间的关系： 在传感器数据s0和s3的下波峰之间存在延 说明书 4/9 页 8 CN 110017951 A 8 迟d03， 延迟d03表示在由传感器S0(首先)和传感器S3(之后)检测到气流G之间可以流逝的 时间。 0057 可以在第一传感器S0和第四传感器S3的传感器数据s0和s3之间计算各自交叉相 关性CC(0,3)， 这可以在基本上对应于检测延迟d03的时刻呈现局部上波峰。 0058 图5A至图5D示出了一个或多个实施例的可能特征： 图5A例示了由设置。

33、在装置10的 四个角部处的传感器S0、 S1、 S2和S3检测的气流G； 图5B表示在装置10中所包括的每个传感 器Si的传感器数据si； 图5C例示了计算作为图5B中所示传感器数据s的函数的交叉相关性函 数CC； 以及图5D指示根据计算得到的延迟时间d、 传感器S位置之间的距离D得到的估算流体 流速度矢量g。 0059 应该知晓， 在以下说明书中， 将参照具有幅度、 方向和向量的矢量(例如流体流速 度矢量g)； 然而， 为了简洁， 将省略矢量符号表示。 0060 对于四个传感器S0、 S1、 S2和S3再次展示如图5A中所例示的设置。 0061 在所示的非限定性示例中， 传感器i和传感器j之。

34、间的距离Dij可以包括： 距离D01、 D02、 D13和D23:4cm， 以及距离D12和D03： 5.6cm。 0062 再次， 可以收集传感器数据s0、 s1、 s2和s3， 图5B中表示作为时间t的函数。 0063 在本发明非限定性示例中， 第四传感器S3可以是用于检测流体例如气流G的第一 (在本发明示例中装置10中所包括的传感器之中)传感器， 接下来是剩余的传感器S0、 S1和 S2。 因此， 对应于传感器S3的传感器数据s3可以包括下波峰， 其可以比剩余的所收集传感器 数据， 也即对应于装置10中所包括剩余传感器S0、 S1和S2的s0、 s1和s2的下波峰， 在时间上 占先(例如。

35、在此之前发生)。 0064 图5C中所示交叉相关性函数CC(i,j)可以被计算作为成对的传感器信号si和sj的 函数： 交叉相关性CC(i,j)可以在特殊延迟时刻dij显示上波峰， 这可以指示在所考虑的传感 器数据配对的(下)波峰之间流逝的时间。 0065 在一个或多个实施例中， 延迟时间dij可以被包括在延迟时间矩阵中， 方形矩阵具 有对应于装置10的传感器数目的维度： 延迟时间矩阵中的每个单元(i+1,j+1)可以存储特 殊的延迟时间dij。 在一个或多个实施例中， 延迟时间矩阵可以是具有空对角元素的反对称 矩阵， 也即dii0。 0066 在本发明示例中， 可以仅使用相对于第三传感器S3。

36、的交叉相关性CC(0,3)、 CC(1, 3)和CC(2,3)以用于计算气流速度矢量g， 只要它们与(装置10中所包括的传感器之中的)传 感器的传感器数据s3相关， 传感器首先检测流体流事件G。 0067 在一个或多个实施例中， 流体流速度矢量g可以通过在传感器Si和Sj配对之间计 算得到的部分速度矢量v(i,j)而计算。 部分速度矢量的方向可以被计算作为传感器Si和Sj 的物理位置的函数。 例如， 在图4A的非限定性示例中考虑x-y平面， 速度v(0,1)和v(2,3)的 方向可以平行于x轴， 速度v(0,2)和v(1,3)的矢量可以垂直于x轴， 并且矢量v(0,3)和v(1, 2)的方向可。

37、以相对于x轴线处于基本上60 的角度。 进一步， 对应的延迟时间dij的符号可以 指示对应的部分速度矢量v(i,j)的符号(矢量)。 此外， 部分速度矢量的模量， 也即速度模量 |v(i,j)|可以被计算作为： 0068 |v(i,j)|Dij/|dij| 0069 其中|dij|表示通过交叉相关性函数CC(i,j)所确定的延迟时间的绝对值， 也即在 说明书 5/9 页 9 CN 110017951 A 9 由传感器Si和传感器Sj检测的气流G之间的时间延迟， 并且Dij表示传感器Si和Sj之间的物 理距离。 0070 应该知晓， 两个传感器之间的延迟时间越小， 部分速度矢量的对应幅度可以越高。

38、。 0071 考虑本发明的非限定性示例， 速度模量|v(i,j)|可以经由交叉相关性CC(i,j)和 距离Dij的延迟时间dij而计算： 0072 CC(i,j)dijDij|v(i,j)| CC(0,1)0.37s4cm10.8cm/s CC(0,2)7.5s4cm0.5cm/s CC(0,3)-0.37s5.6cm15.1cm/s CC(1,2)7.12s5.6cm0.8cm/s CC(1,3)-0.62s4cm6.5cm/s CC(2,3)-7.75s4cm0.5cm/s 0073 在一个或多个实施例中， 仅与装置10中所包括传感器之中首先检测气流G的传感 器相关的部分速度矢量可以用于计。

39、算气流速度矢量g。 在本发明的非限定性示例中， 该部分 速度矢量可以计算作为交叉相关性CC(0,3)、 CC(1,3)和CC(2,3)的函数， 在它们与首先检测 流体(例如气体)流G的传感器S3相关的范围内。 应该知晓， 得到的延迟时间d03、 d13和d23是 负的， 只要对于交叉相关性CC(i,j)的计算是在成对的传感器数据si、 sj之中第一传感器数 据si上偏移的。 0074 因此， 在一个或多个实施例中， 部分速度矢量v(i,j)可以被计算作为交叉相关性 函数CC(i,j)、 具体地在它们之间的延迟时间dij、 以及在传感器Si和Sj的位置之间的距离 Dij的函数。 在本发明示例中，。

40、 可以使用与首先用于检测气流G的传感器S3的传感器数据s3相 关的部分速度矢量v(0,3)、 v(1,3)和v(2,3)以计算流体流速度矢量g， 如图5D中所例示， 例 如通过对部分速度矢量矢量求和。 例如， 得到的流体流速度矢量g可以具有大约20.9cm/s的 幅度|g|(流速)并且可以相对于x轴线指向大约112 的角度 。 0075 应该知晓， 该计算的结果是指示了气流G到达方向的矢量。 例如， 在图5A中所例示 的情形中， 流量G示出具有相对于x轴线大约112 的到达角度。 0076 根据图5D的非限定性示例， x-y平面的中心表示流体流G的检测点(例如其表示感 测装置10)， 流体流速。

41、度矢量的长度指示矢量的强度， 并且矢量的方向指示气流到达方向， 其中矢量从x-y平面的中心指向流体流G的起源。 0077 可以由图6例示根据一个或多个实施例的方法。 方法可以包括步骤： 步骤1000， 从 装置10中的传感器S接收传感器数据； 步骤1002， 处理(原始)传感器数据s， 例如其可以能够 执行数据压缩、 基线移除和/或高频噪声减小； 步骤1004， 识别传感器S之中首先检测气流事 件G的第一传感器； 步骤1006， 计算成对传感器Si、 Sj的成对传感器数据si、 sj之间的交叉相 关性CC； 步骤1008， 估算延迟时间矩阵； 步骤1010， 基于延迟时间d矩阵、 第一传感器以。

42、及传 感器S之间距离D而估算流动速度矢量g。 0078 在另一非限定性示例中， 流体流G可以垂直于装置10的外侧面之一， 例如图7A中流 体流G (基本上相对于x轴线0 )或G” (基本上相对于x轴线90 )。 因此， 两个传感器可以在大 约相同时刻检测流体流G， 例如传感器S0分别加上传感器S1或传感器S2： 例如可以经由交叉 说明书 6/9 页 10 CN 110017951 A 10 相关性CC(0,1)和CC(0,2)计算可忽略的延迟时间d01或d02。 0079 因此， 为了估算流体流速度矢量g， 根据一个或多个实施例的方法可以包括： 步骤 2000， 识别第一检测传感器(例如图7A。

43、中S0),该第一检测传感器首先检测流体流G并计算部 分速度矢量v(i,j)， 如之前所例示； 步骤2002， 计算第一另一速度矢量v 和第二另一速度矢 量v” ， 是垂直于或平行于x轴线的部分速度矢量的加和(带符号)且分别包括第一检测传感 器(v v(0,1)+v(0,2)以及与第一检测传感器相对设置(例如最远在相对角落中， 例如 S3)的传感器(v” v(1,3)+v(2,3)； 步骤2004， 检测其中第一另一速度矢量和第二另一速 度矢量均对准或垂直于x轴线的条件是否出现； 步骤2006， 如果条件缺乏(2004， N)， 则计算 流体流速度矢量g作为包括第一检测传感器的速度矢量的加和(例。

44、如， gv(0,1)+v(0,2)+v (0,3)； 步骤2008， 如果条件存在(2004， Y)， 则确定第一另一速度矢量和第二另一速度矢量 是否均对准(也即平行于)x轴线或垂直于x轴线(例如与y轴线对准)； 并且步骤2012， 如果第 一另一速度矢量和第二另一速度矢量两者垂直于x轴线(2008， N)， 则计算流体流速度矢量g 作为排除了垂直朝向(也即相对于第一另一速度矢量和第二另一速度矢量的朝向而垂直地 对准)的部分速度矢量的计算所得部分速度矢量的加和， 例如gv(0,1)+v(0,3)+v(1,2)v (2,3)； 步骤2010， 如果第一另一速度矢量和第二另一速度矢量两者与x轴线对。

45、准(2008， Y)， 则计算流体流速度矢量g作为排除了水平朝向(也即对准于第一另一速度矢量和第二另一 速度矢量)的部分速度矢量的计算所得部分速度矢量的加和， 例如gv(0,2)+v(0,3)+v(1, 2)v(1,3)。 0080 一个或多个实施例可以因此涉及一种方法， 其可以包括： 从多个传感器(例如S0, S1,S2,S3)接收(例如步骤1000)检测信号(例如s0,s1,s2,s3)， 该检测信号指示被检测流体 流(例如G)， 流体流具有方向和速率， 传感器具有相应的相互位置以及在多个传感器中的成 对传感器之间的距离(例如D01,D02,D03,D12,D13,D23)， 其中成对的传。

46、感器包括成对的第 一传感器和第二传感器， 作为所接收的检测信号的函数， 识别(例如步骤1004)在多个传感 器中首先检测流体流的第一检测传感器， 计算(例如步骤1006)在多个传感器中的成对传感 器中由第一传感器和由第二传感器检测流体流之间的时间延迟(例如d01,d02,d03,d12, d13,d23)， 例如在多个传感器中由第一检测传感器检测流体流与由其他传感器检测流体流 之间经过的时间， 以及基于多个传感器中成对传感器之间的相互位置和距离以及计算所得 时间延迟， 计算(例如步骤1010)指示了所检测流体流的方向和速率的流体流速度矢量(例 如流体流速度矢量g)。 0081 一个或多个实施例。

47、可以包括： 通过计算在多个传感器中第一检测传感器与其他传 感器的检测信号之间的时间交叉相关性(例如CC(0,1),CC(0,2),CC(0,3),CC(1,2),CC(1, 3),CC(2,3)， 来计算时间延迟。 0082 在一个或多个实施例中， 方法也可以包括： 提供以矩阵布置(例如x-y平面)的多个 传感器， 其中多个传感器中的传感器在矩阵布置中按行(例如平行于x轴线)和列(例如平行 于y轴线)的方向对准； 针对多个传感器中沿矩阵布置中行和列方向对准并包括第一检测传 感器的成对传感器， 计算(例如步骤2002)第一另一速度矢量， 其包括根据相互方向和距离 加上计算所得时间延迟来计算的部分。

48、速度矢量的加和(带符号)， 其中第一另一速度矢量可 以分别包括在矩阵布置中沿行方向的第一分量和沿列方向的第二分量， 比较(例如步骤 2004)第一另一速度矢量的第一分量和第二分量， 以及检测其中第一相应第二(first 说明书 7/9 页 11 CN 110017951 A 11 resp.second)分量主导(dominate)第二相应第一(second resp.first)分量的条件(也即 第二相应第一分量的幅度相对于第一相应第二分量的幅度可忽略)， 这指示了第一另一速 度矢量与矩阵布置中行的方向或与列的方向基本上对准， 以及由以下任一项计算(例如步 骤2010,2012)流体流速度矢。

49、量： a)没有检测到条件， 对于包括第一检测传感器的多个传感 器中的成对传感器， 将流体流速度矢量计算作为根据相互方向和距离加上计算所得时间延 迟而计算得到的部分速度矢量(带有符号)的加和， b)作为检测到条件的结果， 通过从加和 排除对于沿第一另一速度矢量的方向对准的成对传感器计算所得部分速度矢量， 将流体流 速度矢量计算作为根据对于多个传感器中(所有)中成对传感器的相互方向和距离加上计 算所得时间延迟而计算得到的部分速度矢量(带有符号)的加和。 0083 一个或多个实施例可以进一步包括： 识别多个传感器中相对的传感器， 相对的传 感器是在多个传感器中具有距第一检测传感器最远距离的传感器(也。

50、即， 其可以设置在相 对于其的相对角落)， 对于矩阵布置中沿行和列方向对准且包括相对传感器的多个传感器 中的成对传感器， 根据相互方向和距离加上计算所得时间延迟而计算(例如步骤2002)第二 另一速度矢量， 其包括计算所得部分速度矢量(带符号)的加和， 其中第二另一速度矢量分 别包括在矩阵布置中沿行方向的第一分量和沿列方向的第二分量， 比较(例如步骤2004)第 一另一速度矢量的第一和第二分量与第二另一速度矢量的第一和第二分量， 并检测其中第 一相应第二分量主导第一另一速度矢量的第二相应第一分量加上第一相应第二分量主导 第二另一速度矢量的第二相应第一分量的条件， 该条件指示了第一另一速度矢量和。