JP2000131289A - Can content residual quantity detection device - Google Patents

Can content residual quantity detection device

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JP2000131289A
JP2000131289A JP10301536A JP30153698A JP2000131289A JP 2000131289 A JP2000131289 A JP 2000131289A JP 10301536 A JP10301536 A JP 10301536A JP 30153698 A JP30153698 A JP 30153698A JP 2000131289 A JP2000131289 A JP 2000131289A
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JP
Japan
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signal
external force
vibration
detecting
reference value
Prior art date
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Application number
JP10301536A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Ikeda
昌広 池田
Kazuo Ohashi
一夫 大橋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JP2000131289A publication Critical patent/JP2000131289A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a can content detection device capable of precisely detecting a can content residual quantity from a vibration signal by hammering. SOLUTION: An exciting force applied for hammering a can by a hammer 2 is detected by an exciting force sensor 11, and the ratio thereof to an exciting reference value is determined by a ratio computing unit 15. The sound by hammering the can 1 is detected by a microphone 3, and separated into time series signals in each frequency zone by an analog BPF 5, and the time series signals are rectified, and instantaneous maximum values in each frequency zone are extracted by a peak hold 7. The maximum values are corrected based on the ratio calculated by the ratio computing unit 15, and compared with the pattern of the maximum values of the time series signals in each frequency zone of each content residual quantity level set up beforehand and with the pattern of a vibration reference value by a comparator 10, to thereby detect the content residual quantity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、硬質の材料で形
成された缶内の液状物質の残量を検出する内容物残量検
出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a remaining amount of a liquid substance in a can made of a hard material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の硬質の材料で形成された缶等の容
器内の液状物質の残量を検出する内容物残量検出装置と
しては、例えば特開平7−333037号公報に示され
た図6に示すものがある。図において、91は対象物で
ある液状物質が収容された缶、92はモータによってハ
ンマを駆動して缶を打撃し打音を発生させる打撃装置、
93は打音を電気信号に変換するマイクロフォン、94
はマイクロフォン93で変換された電気信号を増幅する
増幅器、95は広帯域通過フィルタ(以下HPFと呼称
する)であり200Hz以下の雑音成分を除去する。
2. Description of the Related Art A conventional content remaining amount detecting device for detecting the remaining amount of a liquid substance in a container such as a can made of a hard material is disclosed in, for example, JP-A-7-333037. 6 is shown. In the drawing, reference numeral 91 denotes a can containing a liquid material as an object, 92 denotes a hitting device that drives a hammer by a motor to hit the can and generate a tapping sound,
Reference numeral 93 denotes a microphone that converts a tapping sound into an electric signal.
Is an amplifier for amplifying the electric signal converted by the microphone 93, and 95 is a broadband pass filter (hereinafter referred to as HPF), which removes a noise component of 200 Hz or less.

【0003】96は増幅器、97a、97b、97cは
帯域通過フィルタ(Band Pass Filter、以下BPFと呼
称する)であり、HPF95において200Hz以下の
雑音が除去された電気信号を、97aは300Hz付近
から400Hz付近、97bは500Hz付近から59
0Hz付近、97cは620Hz付近から680Hz付
近までの信号成分のみをそれぞれ通過させる。
Reference numeral 96 denotes an amplifier; 97a, 97b, and 97c, band-pass filters (hereinafter referred to as BPFs). The HPF 95 removes an electric signal from which noise of 200 Hz or less has been removed. Near, 97b is 59 from around 500Hz
In the vicinity of 0 Hz and 97c, only signal components from around 620 Hz to around 680 Hz are passed.

【0004】98a、98b、98cは、BPF97
a、97b、97cのそれぞれから入力される電気信号
を増幅して整流し、そのレベル信号を各帯域毎の基準電
圧と比較し、各周波数帯域のレベルを判定するレベル判
定回路である。99はレベル判定回路98a、98b、
98cからの電気信号に対して優先度を考慮した上で総
合判定する優先判定回路である。100a、100b、
100cはレベル判定回路からの信号に応じて残量を表
示する発光ダイオード101a、101b、101cを
表示する表示駆動回路である。102は打撃装置92を
駆動する打撃駆動回路である。103は各回路に電圧を
供給する電源である。
[0004] 98a, 98b, 98c are BPF97
a, 97b, and 97c are level determination circuits that amplify and rectify the electrical signals input from the respective components, compare the level signals with reference voltages for the respective bands, and determine the level of each frequency band. 99 is a level judgment circuit 98a, 98b,
This is a priority determination circuit that comprehensively determines the electrical signal from the electronic signal 98c in consideration of the priority. 100a, 100b,
A display driving circuit 100c displays the light emitting diodes 101a, 101b, and 101c that display the remaining amount according to a signal from the level determination circuit. A striking drive circuit 102 drives the striking device 92. A power supply 103 supplies a voltage to each circuit.

【0005】つぎに動作について説明する。まず、打撃
駆動回路102により打撃装置93を駆動して対象物の
缶を打撃する。このとき発生する打音はマイクロフォン
93により検出されて電気信号に変換され、電気信号は
増幅器94により増幅されて適当な利得を得、HPF9
5を通過することによって200Hz以下の雑音成分が
除去されてBPF97a、97b、97cに入力され、
各周波数帯域の信号が抽出され、周波数帯域毎にレベル
判定回路98a、98b、98cにそれぞれ入力され、
周波数帯域毎の信号レベルが判定される。缶91の残量
がほぼ満たん状態の時は300Hz付近に最低周波数成
分が測定され、残量が1/2程度のときには400Hz
付近に最低周波数が測定され、残量がほぼなくなったと
きには680Hz付近に最低周波数が測定され、優先判
定回路99に入力され、優先判定回路99にて残量が検
出されて、発光ダイオード101a、101b、101
cが動作し残量に対応して表示される。
Next, the operation will be described. First, the striking device 93 is driven by the striking drive circuit 102 to strike an object can. The tapping sound generated at this time is detected by the microphone 93 and converted into an electric signal, and the electric signal is amplified by the amplifier 94 to obtain an appropriate gain.
5, a noise component of 200 Hz or less is removed and input to the BPFs 97a, 97b, and 97c.
Signals in each frequency band are extracted and input to the level determination circuits 98a, 98b, 98c for each frequency band,
The signal level for each frequency band is determined. When the remaining amount of the can 91 is almost full, the lowest frequency component is measured around 300 Hz, and when the remaining amount is about 1/2, 400 Hz.
The lowest frequency is measured in the vicinity, and when the remaining amount is almost exhausted, the lowest frequency is measured in the vicinity of 680 Hz, input to the priority determination circuit 99, and the priority determination circuit 99 detects the remaining amount, and the light emitting diodes 101a, 101b , 101
c operates and is displayed according to the remaining amount.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、図6に
示された従来の硬質の材料で形成された缶内の液状物質
の残量を検出する内容物残量検出装置は、打撃により発
生した打音を電気信号に変換した信号における周波数帯
域毎の所定時間内における平均レベルの最低周波数、す
なわち主成分となる周波数を求めているだけであり、缶
の内容物残量が正確に検出できなかった。
As described above, the conventional content remaining amount detecting device shown in FIG. 6 for detecting the remaining amount of a liquid substance in a can made of a hard material is provided by a blow. Only the lowest frequency of the average level within a predetermined time for each frequency band in the signal obtained by converting the generated tapping sound into an electric signal, that is, the frequency that is the main component, is detected, and the remaining content of the can is accurately detected. could not.

【0007】また、缶を正確に打撃する必要があるの
で、打撃装置を缶に固定しておく必要があり、多数の缶
の内容物残量を順次連続的に検出することができないと
いう問題点があった。
In addition, since it is necessary to strike the can accurately, it is necessary to fix the striking device to the can, and it is not possible to sequentially and continuously detect the remaining amount of the contents of a large number of cans. was there.

【0008】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、次のような缶の内容物残
量検出装置を得ることを目的とする。 a.打撃により発生した振動の状態と基準状態と比較し
て検出の信頼性を向上させることができる。 b.安価で高速処理ができる。 c.あるいは小形化でき、条件の変更に柔軟に対応でき
る。 d.操作性を向上できる。 e.対象物に加えられる外力のばらつきの影響を防止で
きる。 f.周囲からの騒音やノイズによる影響を防止できる。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain the following device for detecting the remaining amount of contents of a can. a. The reliability of detection can be improved as compared with the state of vibration generated by the impact and the reference state. b. Inexpensive and high-speed processing is possible. c. Alternatively, it can be downsized and can flexibly respond to changes in conditions. d. Operability can be improved. e. The influence of the variation of the external force applied to the object can be prevented. f. Noise from the surroundings and the effects of noise can be prevented.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る缶の内容
物残量検出装置においては、外力を加えられた対象物か
ら発生する振動を振動信号として検出する信号検出手段
と、振動信号を複数の所定の周波数帯域毎の時系列信号
に変換する変換手段と、時系列信号の最大値を周波数帯
域毎に抽出する抽出手段と、内容物残量に対応する周波
数帯域毎の時系列信号の最大値のパターンを振動基準値
を記憶する基準値記憶手段と、周波数帯域毎の時系列信
号の最大値のパターンと振動基準値のパターンをそれぞ
れ比較して内容物残量を検出する比較手段とを設けたも
のである。
According to the present invention, there is provided an apparatus for detecting the remaining amount of contents of a can, comprising: signal detecting means for detecting a vibration generated from an object to which an external force is applied as a vibration signal; A converting means for converting a time-series signal for each predetermined frequency band, an extracting means for extracting the maximum value of the time-series signal for each frequency band, and a maximum for the time-series signal for each frequency band corresponding to the remaining content. Reference value storage means for storing a vibration pattern reference value pattern, and comparing means for comparing the maximum value pattern of the time series signal and the vibration reference value pattern for each frequency band to detect the remaining content. It is provided.

【0010】振動信号を複数の周波数帯域毎の時系列信
号に変換し、この各時系列信号における最大値を各々抽
出するので、振動信号の周波数分解能が向上するととも
に、時系列信号のなかから感度よく最大値を抽出でき
る。従って、打音の特徴でもある発生直後の大きな音あ
るいは振動の特徴を的確に把握して比較を行うことがで
きる。
[0010] Since the vibration signal is converted into a time-series signal for each of a plurality of frequency bands, and the maximum value in each of the time-series signals is extracted, the frequency resolution of the vibration signal is improved and the sensitivity from the time-series signal is improved. The maximum value can be extracted well. Therefore, it is possible to accurately grasp the characteristics of the loud sound or vibration immediately after the occurrence, which is also the characteristic of the striking sound, and make a comparison.

【0011】また、変換手段は振動信号の所定の周波数
帯域の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであ
り、抽出手段は各帯域フィルタを通過した周波数成分を
整流し、この整流された周波数成分の各ピーク値の内最
大のものを各々最大値として抽出するものであることを
特徴とする。
The converting means is a plurality of band filters for passing frequency components of a predetermined frequency band of the vibration signal, and the extracting means rectifies the frequency components passing through each band filter, and converts the rectified frequency components. The maximum value among the peak values is extracted as the maximum value.

【0012】変換手段を帯域フィルタとすると、処理を
高速に行うことができ、装置も簡易で、安価になる。特
に、アナログ帯域フィルタとすると、処理を高速化でき
る。デジタル帯域フィルタとすると、小形化でき、条件
の変更に柔軟に対応できる。また、抽出手段は整流され
た周波数成分から最大値を抽出するので、振動信号の負
符号部に最大値がある場合でも検出でき、振動信号が急
激に減衰する対象物の場合でも的確に比較できる。
If the conversion means is a bandpass filter, the processing can be performed at a high speed, and the apparatus is simple and inexpensive. In particular, if an analog bandpass filter is used, the processing can be speeded up. If a digital bandpass filter is used, the size can be reduced, and the condition can be flexibly changed. In addition, since the extraction means extracts the maximum value from the rectified frequency components, it can be detected even if the maximum value is present in the negative sign portion of the vibration signal, and can be accurately compared even in the case of an object where the vibration signal rapidly attenuates. .

【0013】さらに変換手段は、振動信号をウエーブレ
ット変換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段
はウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波
数帯域毎の時系列信号の最大値を抽出するものである。
ウェーブレット変換手段とすると、周波数帯域毎の時系
列信号に分離する際の特性を向上させることができ、判
定の信頼性が向上する。
Further, the conversion means is a wavelet conversion means for performing a wavelet conversion of the vibration signal, and the extraction means extracts the maximum value of the time series signal for each frequency band based on the result of the conversion by the wavelet conversion means.
If the wavelet transform unit is used, the characteristics at the time of separating the signal into time-series signals for each frequency band can be improved, and the reliability of determination can be improved.

【0014】そして、変換手段は振動信号を短時間高速
フーリエ変換する短時間高速フーリエ変換手段であり、
抽出手段を短時間高速フーリエ変換手段による変換結果
に基づき周波数帯域毎の時系列信号の最大値を抽出する
ことを特徴とする。短時間フーリエ手段を用いると、周
波数の分解能が向上する。
The converting means is a short-time fast Fourier transform means for short-time fast Fourier transform of the vibration signal,
The extracting means extracts the maximum value of the time-series signal for each frequency band based on the conversion result by the short-time fast Fourier transform means. The use of the short-time Fourier means improves the frequency resolution.

【0015】さらに、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じ
て振動信号、時系列信号、最大値、及び振動基準値の少
なくとも1つを補正する補正手段を設けたことを特徴と
する。
Further, an external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a vibration signal, a time-series signal, a maximum value, and a vibration reference value is corrected according to the magnitude of the external force. A correction means is provided.

【0016】外力の大きさに応じて補正し、比較手段に
おける比較において外力の大きさのばらつきの影響を受
けるのを防止する。また、例えば周波数帯域毎に外力に
応じて異なる補正をすることにより、加えられた外力に
応じて周波数成分の分布が変化するような複雑な構造を
持つ対象物に対しても高い信頼度で比較できる。
Correction is made in accordance with the magnitude of the external force to prevent the comparison means from being affected by variations in the magnitude of the external force. Also, for example, by performing different corrections according to the external force for each frequency band, it is possible to compare with high reliability even an object with a complicated structure in which the distribution of frequency components changes according to the applied external force. it can.

【0017】また、加えられた外力の大きさを検出する
外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値
を超えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び
比較手段の少なくとも1つの動作の開始を指令する指令
手段を設けたことを特徴とする。
Further, an external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a signal detecting means, a converting means, an extracting means, and a comparing means when the magnitude of the external force exceeds a predetermined value. Command means for commanding the start of operation is provided.

【0018】指令が出されるまで動作を開始しないの
で、指令がないときの周囲の騒音、振動、雑音等を振動
信号として誤って処理してしまうおそれがない。従っ
て、これらによる影響を防止でき、比較の信頼性が向上
する。
Since the operation is not started until the command is issued, there is no possibility that the surrounding noise, vibration, noise, etc. when there is no command is erroneously processed as a vibration signal. Therefore, the influence of these can be prevented, and the reliability of comparison is improved.

【0019】さらに、加えられた外力の大きさを外力信
号として検出する外力検出手段を設けるとともに、外力
信号を予め設定された外力基準値にて除した比率を求め
る比率演算手段と、比率に基づき振動信号と時系列信号
と最大値と振動基準値とのうちの少なくとも1つを補正
することにより比較手段における最大値と振動基準値と
の関係を変更する補正手段と、比率が所定範囲内である
か否かを判定する比率判定手段とを設けたことを特徴と
する。
Further, there is provided external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force as an external force signal, ratio calculating means for calculating a ratio obtained by dividing the external force signal by a preset external force reference value, and Correcting means for changing the relationship between the maximum value and the vibration reference value in the comparing means by correcting at least one of the vibration signal, the time-series signal, the maximum value, and the vibration reference value; And a ratio determining means for determining whether or not there is a power supply.

【0020】比率演算手段にて外力と外力基準値との比
率が所定の範囲内であるか否か、つまり、対象物に与え
る外力即ち加振力が小さすぎたり大きすぎたりしないか
を判定し、この範囲外となるような不適切な外力を与え
たことが、わかるようにする。加振力が小さすぎたり大
きすぎたりすると、対象物が発する振動の周波数特性が
異なる場合などに、誤った判定を防止できる。不適切な
外力を与えたことがわかれば、再度外力を与えればよい
のでそれほど神経を使うことなく操作でき、操作性も向
上する。
The ratio calculation means determines whether or not the ratio between the external force and the external force reference value is within a predetermined range, that is, whether the external force applied to the object, that is, the exciting force is not too small or too large. It is made clear that an inappropriate external force that is out of this range is applied. If the excitation force is too small or too large, erroneous determination can be prevented, for example, when the frequency characteristics of the vibration generated by the object are different. If it is known that an inappropriate external force has been applied, the external force may be applied again, so that the operation can be performed without using much nerves, and the operability is improved.

【0021】さらに、外力信号を増幅して増幅外力信号
として出力する外力信号増幅手段と振動信号を増幅して
増幅振動信号として出力する振動信号増幅手段とを設
け、比率演算手段の増幅外力信号を外力信号として用い
るものとし、変換手段を増幅振動信号を振動信号として
用いるものとし、増幅外力信号と増幅振動信号との少な
くとも一方の波高値が所定値を超えたことを検出するレ
ンジオーバ検出手段を設けたことを特徴とする。
Further, there are provided external force signal amplifying means for amplifying the external force signal and outputting it as an amplified external force signal, and vibration signal amplifying means for amplifying the vibration signal and outputting it as an amplified vibration signal. It shall be used as an external force signal, the converting means shall use the amplified vibration signal as a vibration signal, and a range over detecting means for detecting that at least one of the peak values of the amplified external force signal and the amplified vibration signal has exceeded a predetermined value. It is characterized by having been provided.

【0022】測定の信頼性を確保するために増幅外力信
号や増幅振動信号が所定値を超えたこと、即ち外力信号
増幅手段や振動信号増幅手段が飽和するような大きな信
号が入力されたことを検出する。
In order to ensure the reliability of the measurement, the fact that the amplified external force signal or the amplified vibration signal exceeds a predetermined value, that is, that a large signal that saturates the external force signal amplifying means or the vibration signal amplifying means is input. To detect.

【0023】また、外力信号増幅手段と振動信号増幅手
段との少なくとも一方の増幅率を自動的に設定する増幅
率自動設定手段を設けたことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that automatic gain setting means for automatically setting at least one of the external force signal amplifying means and the vibration signal amplifying means is provided.

【0024】増幅外力信号や増幅振動信号が適切な出力
範囲となるように増幅率を容易に設定することができ、
操作性が向上する。また、S/N比の低下を防止でき判
定の信頼性も向上する。
The amplification factor can be easily set so that the amplified external force signal and the amplified vibration signal have an appropriate output range.
Operability is improved. Further, a decrease in the S / N ratio can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0025】また、振動基準値の設定は、缶の内容物残
量レベルを複数に分割し、分割した内容物残量レベル毎
にそれぞれ複数回打撃し、各打撃に対して周波数帯域毎
に振動信号を求め、複数回の周波数帯域毎の時系列信号
の最大の振動信号の最大値と最小値の間を該当する内容
物残量レベルを検出する振動基準値としたことを特徴と
する。
Further, the vibration reference value is set by dividing the remaining content level of the can into a plurality of parts, hitting each of the divided remaining content levels a plurality of times, and vibrating each of the hits for each frequency band. A signal is obtained, and a vibration reference value for detecting a corresponding remaining content level is set between a maximum value and a minimum value of a maximum vibration signal of a time series signal for each of a plurality of frequency bands.

【0026】振動基準値を複数回の周波数帯域毎の時系
列信号の最大の振動信号の最大値と最小値の間の幅を持
った振動基準値としたことにより、振動基準値の測定毎
のばらつきがあっても内容物残量レベルが容易に検出す
ることができる。
By setting the vibration reference value as a vibration reference value having a width between the maximum value and the minimum value of the maximum vibration signal of the time series signal for each of a plurality of frequency bands, Even if there is variation, the content remaining level can be easily detected.

【0027】さらに、缶に外力を与える打撃手段は、中
間部で回動自在に支持され、一端部に弾性体で形成され
たボールが取り付けられたアームと、アームの支持部と
ボールとの中間位置で回転が停止するストッパが設けら
れ、アームがストッパに当接する方向に引き付けるばね
が装着され、アームの他端側を下方に押し下げて開放す
る駆動機構を備えた構成としたことを特徴とする。この
打撃装置を使用したことにより、缶に与える外力が安定
し、缶の気密の状態の判定のばらつきが少なくなる。
Further, a striking means for applying an external force to the can is rotatably supported at an intermediate portion, and has an arm having a ball formed of an elastic body at one end, and an intermediate portion between the arm supporting portion and the ball. A stopper that stops rotation at the position is provided, a spring that pulls in the direction in which the arm abuts the stopper is mounted, and a drive mechanism that pushes down the other end of the arm and opens it is provided. . By using this impact device, the external force applied to the can is stabilized, and the variation in the determination of the airtight state of the can is reduced.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は実施の形態
1の間の内容物残量検出装置の構成図である。以下、こ
の発明の実施の形態1を図1に基づいて説明する。図1
において、1は対象物の缶、2は缶1を打撃し打音を発
生させる打撃装置のハンマ、11はハンマ2に取り付け
られ加振力を電気信号に変換する加振力センサ、12は
加振力センサ11で変換された電気信号を増幅する増幅
器、13は増幅器12で増幅された信号を直流に変換す
る整流器である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram of a content remaining amount detection device according to the first embodiment. Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
In the figure, 1 is a can of an object, 2 is a hammer of a striking device which strikes the can 1 and generates a hitting sound, 11 is a vibrating force sensor attached to the hammer 2 and converts a vibrating force into an electric signal, and 12 is An amplifier 13 amplifies the electric signal converted by the vibration sensor 11, and a rectifier 13 converts the signal amplified by the amplifier 12 into a direct current.

【0029】14は整流器から出力される直流信号の最
大値を保持するピークホールド、15はピークホールド
14の出力と基準値設定器16に格納された外力基準値
との比率を求める比率演算器、17は整流器13の出力
する直流信号からトリガを検出するトリガ検出器であ
る。
14 is a peak hold for holding the maximum value of the DC signal output from the rectifier, 15 is a ratio calculator for calculating the ratio between the output of the peak hold 14 and the external force reference value stored in the reference value setting device 16, Reference numeral 17 denotes a trigger detector that detects a trigger from a DC signal output from the rectifier 13.

【0030】19は比率演算器15により求められた比
率を判定する比率判定器、20はピークホールド14か
ら出力されたピーク値から増幅器12の増幅率を自動的
に設定するレンジ自動設定器である。21はピークホー
ルド14から出力されたピーク値からレンジオーバを検
出するレンジオーバ検出器である。
Reference numeral 19 denotes a ratio judging device for judging the ratio obtained by the ratio calculator 15, and 20 denotes an automatic range setting device for automatically setting the amplification factor of the amplifier 12 from the peak value output from the peak hold 14. . Reference numeral 21 denotes a range over detector which detects an over range from the peak value output from the peak hold 14.

【0031】3は打撃装置としてのハンマ2に取り付け
られ打撃された缶の打音を電気信号に変換するマイクロ
ホン、4はマイクロホン3で変換された電気信号を増幅
する増幅器、5は増幅器4から得られる信号を各周波数
帯毎に分離する変換手段としてのアナログ帯域フィルタ
(以下アナログBPFと呼称する)である。このアナロ
グBPF5は、例えば人間の可聴域である20Hz〜2
0kHzをほぼ網羅すべく31.25Hz〜16kHz
までの9オクターブ分を対象とし、1/3オクターブ毎
の分解能を与えるものとして全28バンド分設ける。
Reference numeral 3 denotes a microphone which is attached to the hammer 2 serving as a hitting device and converts the hitting sound of the hit can into an electric signal. 4 denotes an amplifier which amplifies the electric signal converted by the microphone 3. An analog bandpass filter (hereinafter, referred to as an analog BPF) as a converting means for separating a signal to be obtained for each frequency band. This analog BPF 5 is, for example, a human audible range of 20 Hz to 2 Hz.
31.25Hz-16kHz to cover almost 0kHz
Up to 9 octaves are provided, and a total of 28 bands are provided to give a resolution of 1/3 octave.

【0032】6はアナログBPF5から得られる周波数
帯域毎の信号を整流して直流に変換する整流器、7は整
流器6からの出力の最大ピーク値を保持するピークホー
ルド、8は比率演算器15から得られる比率からピーク
ホールド7が出力するピーク値に補正をかける補正器、
9は下記の基準値設定モードにおいて缶の内容物残量レ
ベルに対応する時系列信号に変換された周波数帯毎の振
動基準値を記憶する基準値記憶手段、10は補正器8の
出力の周波数帯域毎の時系列信号のパターンと基準値記
憶手段9に記憶された振動基準値のパターンとを比較し
て対応する内容物残量を検出する比較器、18は比較器
10において検出された内容物残量を表示する表示器で
ある。
Reference numeral 6 denotes a rectifier for rectifying a signal for each frequency band obtained from the analog BPF 5 and converting the signal to DC. Reference numeral 7 denotes a peak hold for holding the maximum peak value of the output from the rectifier 6; A corrector that corrects the peak value output by the peak hold 7 from the given ratio,
Reference numeral 9 denotes a reference value storage means for storing a vibration reference value for each frequency band converted into a time-series signal corresponding to the remaining content level of the can in the following reference value setting mode. A comparator for comparing the pattern of the time-series signal for each band with the pattern of the vibration reference value stored in the reference value storage means 9 to detect the corresponding remaining amount of the content. Reference numeral 18 denotes the content detected by the comparator 10. It is a display for displaying the remaining amount of goods.

【0033】31はアナログBPFを通さない整流器、
32は整流器31からの出力の最大ピーク値を保持する
ピークホールド、33はピークホールド32から出力さ
れたピーク値から増幅器4の増幅率を自動的に設定する
レンジ自動設定器、34はピークホールド32から出力
されたピーク値からレンジオーバを検出するレンジオー
バ検出器である。
31 is a rectifier that does not pass through the analog BPF,
32 is a peak hold for holding the maximum peak value of the output from the rectifier 31; 33 is an automatic range setting device for automatically setting the amplification factor of the amplifier 4 from the peak value output from the peak hold 32; Is an over-range detector that detects over-range from the peak value output from.

【0034】次に動作として基準となる缶の内容物残量
を残量レベルを変えて、内容物残量レベルの基準値を設
定する基準値設定モードについて説明する。缶内の内容
物は缶1の充満状態と内容物がなくなった状態との間を
複数の内容物残量レベルに分割し、内容物残量レベル毎
に音圧基準値を検出し、基準値記憶手段9にそれぞれ記
憶するものとする。
Next, a reference value setting mode for setting the reference value of the content remaining level by changing the remaining content level of the can serving as a reference as the operation will be described. The content in the can is divided into a plurality of remaining levels of the content between the full state of the can 1 and the state of no content, and a sound pressure reference value is detected for each remaining level of the content. It shall be stored in the storage means 9 respectively.

【0035】外力検出レベルの設定は、まず増幅器4及
び増幅器12の増幅率を最小とする。この状態で対象物
である缶1をハンマ2により打撃し、発生した打撃音を
マイクロホン3で電気信号に変換し、アナログBPFを
通さない整流器31、ピークホールド32により打撃音
信号の最大値を求める。この最大値をレンジ自動設定器
33に入力し適切な計測レンジとなるように増幅器4の
利得を設定する。
In setting the external force detection level, first, the amplification factors of the amplifiers 4 and 12 are minimized. In this state, the can 1 as an object is hit by the hammer 2, the generated hitting sound is converted into an electric signal by the microphone 3, and the maximum value of the hitting sound signal is obtained by the rectifier 31 and the peak hold 32 that do not pass through the analog BPF. . The maximum value is input to the automatic range setting unit 33, and the gain of the amplifier 4 is set so as to have an appropriate measurement range.

【0036】同様に打撃によりハンマ2に発生した振動
を加振力センサ11で電気信号に変換した後、増幅器1
2、整流器13、ピークホールド14により振動信号の
最大値を求める、この最大値をレンジ自動設定器20に
入力し適切な計測レンジとなるように増幅器12の利得
を設定する。
Similarly, after the vibration generated in the hammer 2 by the impact is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, the amplifier 1
2. The maximum value of the vibration signal is obtained by the rectifier 13 and the peak hold 14. The maximum value is input to the automatic range setting unit 20, and the gain of the amplifier 12 is set so as to have an appropriate measurement range.

【0037】適切な計測レンジとは、例えばこの実施の
形態1のように加振力の差による補正を行っており、そ
の範囲が1/2〜2倍だとすると基準値と比較して最大
で2倍の入力を受け付ける必要があるため、この基準値
設定モード時に入力される信号レベルが計測レンジの5
0%となるように利得を設定する。このようにして基準
値設定モードの最初の1回目の打撃により振動および音
圧の両方の増幅率を設定する。
The appropriate measurement range is, for example, corrected by the difference in the excitation force as in the first embodiment. If the range is 1/2 to 2 times, the maximum is 2 compared to the reference value. Since it is necessary to accept twice the input, the signal level input in this reference value setting mode is 5 times the measurement range.
The gain is set to be 0%. In this way, the amplification rate of both the vibration and the sound pressure is set by the first hit in the reference value setting mode.

【0038】次に、ハンマ2により対象物としての缶1
を打撃する。このときハンマ2に発生した振動を加振力
センサ11で電気信号に変換し、増幅器12で、基準値
設定モードの最初の1回目の打撃により設定された利得
を与える。この増幅された信号を整流器13で直流に変
換する。トリガ検出器17は整流器13からの直流信号
とあらかじめ設定された基準値と比較を行い、直流信号
がこの基準値を越えたときトリガ出力を行う。
Next, the can 1 as an object is
To blow. At this time, the vibration generated in the hammer 2 is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, and the amplifier 12 gives the gain set by the first hit in the reference value setting mode. The amplified signal is converted into a direct current by the rectifier 13. The trigger detector 17 compares the DC signal from the rectifier 13 with a preset reference value, and outputs a trigger when the DC signal exceeds the reference value.

【0039】ピークホールド14は、整流器13から入
力される直流信号の最大値を記録する。このとき、ピー
クホールド14の動作開始はトリガ検出器17からのト
リガ信号により行われる。
The peak hold 14 records the maximum value of the DC signal input from the rectifier 13. At this time, the operation of the peak hold 14 is started by a trigger signal from the trigger detector 17.

【0040】こうした最大値の記録は打撃によるハンマ
2の発生振動がある程度減衰するまでの一定の時間行わ
れ、その後ピークホールド14からの出力を基準値設定
器16に格納する。つづいて振動基準値の設定方法につ
いて説明する。缶内の内容物残量の充満状態から最低検
出残量の間を複数の残量レベルに設定し、残量レベル毎
に次の動作を行い、音圧基準値の設定を行う。
The recording of the maximum value is performed for a certain period of time until the vibration generated by the hammer 2 due to the impact is attenuated to some extent, and then the output from the peak hold 14 is stored in the reference value setting unit 16. Next, a method of setting the vibration reference value will be described. A plurality of remaining levels are set between the state of filling of the remaining amount of contents in the can and the minimum detected remaining amount, and the following operation is performed for each remaining amount level to set a sound pressure reference value.

【0041】上記の外力検出レベルの設定と同様に、缶
の内容物残量レベル毎に、缶を打撃して発生した音波を
マイクロホン3で電気信号に変換し、増幅器4で、基準
値設定モードの最初の1回目の打撃により設定された利
得を与える。この増幅された音圧信号が複数個設けら
れ、それぞれ異なった周波数帯を通過させるように設定
されたアナログBPF5に入力し、周波数帯域毎の時系
列信号に分離する。
Similarly to the setting of the external force detection level, the sound wave generated by hitting the can is converted into an electric signal by the microphone 3 and the reference value setting mode is set by the amplifier 4 for each remaining content level of the can. Gives the gain set by the first hit of. A plurality of amplified sound pressure signals are provided and input to an analog BPF 5 set to pass different frequency bands, and are separated into time-series signals for each frequency band.

【0042】アナログBPF5で周波数帯域毎に分離さ
れた時系列信号は整流器6で直流信号に変換され、ピー
クホールド7に入力される。ピークホールド7の整流器
6からの直流信号の最大値の記録動作は、トリガ検出器
17からのトリガ信号により開始し、加振力用のピーク
ホールド14と同様に対象物の音圧減衰までの一定時間
行われ、周波数帯域毎の時系列信号の瞬間的な最大値が
記録される。音圧減衰までの一定時間終了後、ピークホ
ールド7により記録された周波数帯域毎の時系列信号の
最大値のパターンは基準値記憶手段9に内容物の残量レ
ベルに対応して格納される。
The time series signal separated for each frequency band by the analog BPF 5 is converted into a DC signal by the rectifier 6 and input to the peak hold 7. The recording operation of the maximum value of the DC signal from the rectifier 6 of the peak hold 7 is started by a trigger signal from the trigger detector 17 and is constant until the sound pressure decay of the object as in the case of the peak hold 14 for the excitation force. This is performed for a time, and the instantaneous maximum value of the time-series signal for each frequency band is recorded. After a certain period of time until the sound pressure decay, the pattern of the maximum value of the time-series signal for each frequency band recorded by the peak hold 7 is stored in the reference value storage means 9 corresponding to the remaining level of the contents.

【0043】このような基準値設定モードの動作によ
り、基準値設定器16には打撃の強さを示す情報が格納
され、基準値記憶手段9には缶の内容物残量レベルに対
応した打音の周波数帯域毎の瞬間的な最大音圧を示す情
報が格納される。
By the operation of the reference value setting mode, the reference value setting device 16 stores the information indicating the strength of the impact, and the reference value storage means 9 stores the information corresponding to the remaining amount level of the contents of the can. Information indicating the instantaneous maximum sound pressure for each sound frequency band is stored.

【0044】次に対象物の検査を行う検出モードについ
て説明する。まずハンマ2により対象物とである缶1を
打撃する。このとき基準値設定モードの時と同様に、ハ
ンマ2に発生した振動を加振力センサ11で電気信号に
変換し、増幅器12で増幅すると共に整流器13で直流
に変換する。トリガ検出器17も同様に整流器13から
の直流信号からトリガ出力を行い、ピークホールド14
はトリガ出力から音圧減衰までの一定時間、直流信号の
最大値を記録する。
Next, a detection mode for inspecting an object will be described. First, the can 1 as an object is hit with the hammer 2. At this time, as in the reference value setting mode, the vibration generated in the hammer 2 is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, amplified by the amplifier 12, and converted to DC by the rectifier 13. Similarly, the trigger detector 17 outputs a trigger from the DC signal from the rectifier 13 and
Records the maximum value of the DC signal for a certain period of time from the trigger output to the sound pressure decay.

【0045】検出モードの場合、音圧減衰までの一定時
間終了後、ピークホールド14に記録された最大値を比
率演算器15に入力し、比率演算器15は、ピークホー
ルド14からの最大値と基準値設定器16に格納されて
いる基準値との比率を演算し出力する。
In the detection mode, the maximum value recorded in the peak hold 14 is input to the ratio calculator 15 after a certain period of time until the sound pressure decay, and the ratio calculator 15 compares the maximum value from the peak hold 14 with the maximum value. The ratio with respect to the reference value stored in the reference value setting device 16 is calculated and output.

【0046】打撃により発生した音波も基準値設定モー
ドと同様に、マイクロホン3で電気信号に変換すると共
に増幅器4で増幅し、アナログBPF5により周波数帯
域毎の時系列信号に分離し、整流器6で直流信号に変換
され、ピークホールド7に入力される。ピークホールド
7は、トリガ出力からの音圧減衰までの一定時間、直流
信号の最大値を記録する。
Similarly to the reference value setting mode, the sound wave generated by the impact is converted into an electric signal by the microphone 3 and amplified by the amplifier 4, separated into a time series signal for each frequency band by the analog BPF 5, and The signal is converted into a signal and input to the peak hold 7. The peak hold 7 records the maximum value of the DC signal for a fixed time from the trigger output to the sound pressure decay.

【0047】検出モードの場合、音圧減衰までの一定時
間終了後、ピークホールド7により記録された最大値を
補正器8に入力し、補正器8は比率演算器15から得ら
れる比率から適切な補正値を演算し、ピークホールド7
から得られる最大値に補正し出力する。
In the case of the detection mode, the maximum value recorded by the peak hold 7 is input to the compensator 8 after a certain period of time until the sound pressure decay, and the corrector 8 determines an appropriate value from the ratio obtained from the ratio calculator 15. Calculate the correction value and set peak hold 7
And outputs the corrected value.

【0048】このとき、例えば振動レベルと音圧の補正
を比例で行うとすると、振動基準値に対して2倍の比率
が演算で得られた場合、ピークホールド7に記録された
最大値を2で除算する。つまり基準値設定モード時にお
ける加振力に対して検出モード時の加振力が2倍になれ
ば、発生する各周波数毎の音圧も2倍に増加しているも
のとして得られた最大値を基準値設定モード時の加振力
に換算するよう2で除算する。
At this time, for example, if the vibration level and the sound pressure are corrected in proportion, if the ratio twice as large as the vibration reference value is obtained by calculation, the maximum value recorded in the peak hold 7 is set to 2 Divide by. In other words, if the excitation force in the detection mode is twice as large as the excitation force in the reference value setting mode, the maximum value obtained assuming that the sound pressure at each frequency generated is also doubled. Is divided by 2 so as to be converted into the excitation force in the reference value setting mode.

【0049】このようにして補正された周波数帯域毎の
時系列信号の最大値のパターンを、比較器10において
基準値記憶手段9に格納された内容物残量レベル毎の振
動基準値のパターンと比較し最も近いパターンの内容物
残量レベルを内容物残量として表示器18に出力する。
The maximum value pattern of the time series signal for each frequency band corrected in this way is compared with the pattern of the vibration reference value for each remaining content level stored in the reference value storage means 9 in the comparator 10. The content remaining level of the closest pattern is compared and output to the display 18 as the content remaining level.

【0050】さらに音圧基準値が全体的な音圧に比べて
小さい場合には、下限側の比較を解除する等の処置によ
り主成分でない周波数帯で誤って判定信号が出されない
ようにする。
Further, when the sound pressure reference value is smaller than the overall sound pressure, a judgment signal is prevented from being erroneously output in a frequency band other than the main component by taking measures such as canceling the comparison on the lower limit side.

【0051】表示器18は、各周波数帯域における比較
器10からの内容物残量を入力し、内容物残量を表示す
る。
The display 18 inputs the remaining contents from the comparator 10 in each frequency band and displays the remaining contents.

【0052】比率判定器19は比率演算器15により求
められた比率が所定の関係を超えた時に補正範囲外警報
を出力する。この時の所定の関係とは、例えば1/2倍
〜2倍として設定しておく。すると1/2未満や2倍を
超える入力があった場合に補正範囲外警報が出力され
る。
The ratio judging device 19 outputs an out-of-correction range alarm when the ratio calculated by the ratio calculator 15 exceeds a predetermined relationship. The predetermined relationship at this time is set to, for example, 1/2 to 2 times. Then, if there is an input less than や or more than twice, an out-of-correction-range alarm is output.

【0053】このように加振力による補正に範囲の制限
を設けたことにより、加振力が極端に変化した場合に発
生する打撃音の周波数特性が変化する対象物に対しても
確実に検査することが可能となる。
By limiting the range of the correction by the excitation force in this way, it is possible to reliably inspect even an object in which the frequency characteristic of the striking sound generated when the excitation force changes extremely is changed. It is possible to do.

【0054】また、トリガ検出器17にて振動の大きさ
が所定値を超えたときに信号検出手段、変換手段、抽出
手段、及び比較手段の少なくとも1つの動作の開始を指
令する指令手段を設けたので、周囲からのノイズ等の影
響を軽減し、判定の信頼性を向上させることができる。
Further, there is provided command means for commanding the start of at least one of the signal detecting means, the converting means, the extracting means and the comparing means when the magnitude of the vibration exceeds a predetermined value in the trigger detector 17. Therefore, the influence of noise or the like from the surroundings can be reduced, and the reliability of determination can be improved.

【0055】さらに、缶の内容物残量検出装置の動作を
トリガ検出器17からのトリガ信号により開始すること
により周囲からの騒音やノイズによる影響を防止し、判
定の信頼性を向上させることができる。なお、トリガ検
出器17のトリガ信号をピークホールド14及び7に与
えるものを示したが、加振力センサ11、増幅器12、
アナログBPF5、整流器6、補正器8、比較器10等
に与えて最大値の記憶動作の開始あるいは比較動作の開
始をするようにしても同様の効果を奏する。
Furthermore, by starting the operation of the device for detecting the remaining amount of contents in the can by the trigger signal from the trigger detector 17, it is possible to prevent the influence of noise from the surroundings and to improve the reliability of the judgment. it can. Although the trigger signal of the trigger detector 17 is given to the peak holds 14 and 7, the excitation force sensor 11, the amplifier 12,
Similar effects can be obtained by giving the analog BPF 5, the rectifier 6, the compensator 8, the comparator 10 and the like to start the maximum value storage operation or the comparison operation.

【0056】基準値設定モード、検出モードの各モード
時においてレンジオーバ検出器21は、振動信号につい
てピークホールド14から得られるピーク値を入力し、
ピーク値が所定の関係を超えたときにレンジオーバ警報
を出力する。レンジオーバ検出器34は、音の信号につ
いてピークホールド7から得られるピーク値を入力し、
計測信号が所定の関係を超えたときにレンジオーバ警報
を出力する。
In each of the reference value setting mode and the detection mode, the range over detector 21 inputs the peak value obtained from the peak hold 14 for the vibration signal,
An overrange alarm is output when the peak value exceeds a predetermined relationship. The range over detector 34 inputs the peak value obtained from the peak hold 7 for the sound signal,
An overrange alarm is output when the measurement signal exceeds a predetermined relationship.

【0057】この時の所定の関係とは、例えば計測レン
ジの99%として設定しておく。この場合、99%を超
えた信号が入力されるとレンジオーバ警報が出力され
る。
The predetermined relationship at this time is set, for example, as 99% of the measurement range. In this case, when a signal exceeding 99% is input, an overrange alarm is output.

【0058】また、基準値設定モード時の最初の1回目
の打撃で適切な計測レンジを設定することにより、手動
で計測レンジを設定する煩わしさが無くなり、操作性が
向上する。さらに、手動で設定する際にレンジが適切で
ない場合はS/N比が低下し、検査の信頼性が低下する
が、自動で適切なレンジに設定されるためこのようなこ
とは発生せず、検出の信頼性を向上させた缶の内容物残
量検出装置を得ることが可能となる。
Further, by setting an appropriate measurement range at the first hit in the reference value setting mode, the trouble of manually setting the measurement range is eliminated, and the operability is improved. Furthermore, if the range is not appropriate when setting manually, the S / N ratio decreases and the reliability of the inspection decreases, but such a problem does not occur because the appropriate range is set automatically. It is possible to obtain a device for detecting the remaining amount of contents of a can with improved detection reliability.

【0059】また、各信号の入力が飽和する直前でレン
ジオーバ警報を出力することで、増幅器の飽和による誤
判定を防止し、検査の信頼性を向上させた缶の内容物残
量検出装置を得ることが可能となる。なお、アナログB
PFを用いることで検出を高速に行うことが可能とな
る。
Also, by outputting a range over alarm immediately before the input of each signal is saturated, an erroneous determination due to the saturation of the amplifier is prevented, and a device for detecting the remaining amount of contents in a can with improved reliability of inspection is provided. It is possible to obtain. Note that analog B
The use of the PF enables high-speed detection.

【0060】実施の形態2.実施の形態2では周波数帯
域毎の時系列信号の最大値を求めるのにデジタルBPF
を用いた場合の実施の形態である。図2にその構成を示
す。図2において、51は整流器13からのアナログ信
号をデジタル信号に変換するA/D変換器、52は増幅
器4からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/
D変換器である。53はA/D変換器51からのデジタ
ル信号から最大値を抽出する抽出手段としての最大値演
算器である。
Embodiment 2 In the second embodiment, a digital BPF is used to obtain the maximum value of the time-series signal for each frequency band.
This is an embodiment in the case of using. FIG. 2 shows the configuration. In FIG. 2, reference numeral 51 denotes an A / D converter for converting an analog signal from the rectifier 13 into a digital signal, and reference numeral 52 denotes an A / D converter for converting an analog signal from the amplifier 4 into a digital signal.
It is a D converter. Numeral 53 denotes a maximum value calculator as an extracting means for extracting the maximum value from the digital signal from the A / D converter 51.

【0061】61はデジタル信号を各周波数帯域毎の時
系列信号に変換する変換手段としてのデジタルBPFで
ある。デジタルBPF61は、例えば図1の実施の形態
1と同様に人間の可聴域である20〜20,000Hz
をほぼ網羅すべく31.25〜16,000Hzまでの
9オクターブ分を対象とし、1/3オクターブ毎の分解
能を与えるものとして全28バンド分設ける。62はデ
ジタルBPFからの振動信号を整流する整流器、63は
整流されたデジタル信号から最大値を抽出する抽出手段
としての最大値演算器である。
Reference numeral 61 denotes a digital BPF as conversion means for converting a digital signal into a time series signal for each frequency band. The digital BPF 61 has a human audible range of 20 to 20,000 Hz, for example, as in the first embodiment of FIG.
In order to cover almost 9 octaves from 31.25 to 16,000 Hz, a total of 28 bands are provided to provide a resolution of 1/3 octave. Reference numeral 62 denotes a rectifier for rectifying the vibration signal from the digital BPF, and reference numeral 63 denotes a maximum value calculator as extraction means for extracting a maximum value from the rectified digital signal.

【0062】64は補正器であり、比率演算器15から
得られる比率により最大値演算器63が出力するピーク
値を補正した補正値を出力する。65は比較手段として
の比較器であり、補正器64の出力と基準値記憶手段6
6に格納された振動基準値とを比較する。なお、整流器
62、ピークホールド回路63、補正器64は全28バ
ンド分設けられたデジタルBPF61にそれぞれ対応し
て28個設けられている。65は基準値記憶手段、66
は比較器である。
Reference numeral 64 denotes a corrector, which outputs a correction value obtained by correcting the peak value output from the maximum value calculator 63 based on the ratio obtained from the ratio calculator 15. Reference numeral 65 denotes a comparator as a comparing means, which outputs the output of the compensator 64 and the reference value
6 is compared with the vibration reference value stored. Note that 28 rectifiers 62, peak hold circuits 63, and correctors 64 are provided corresponding to the digital BPFs 61 provided for all 28 bands. 65 is a reference value storage means, 66
Is a comparator.

【0063】41は最大値演算器であり、整流器31に
より整流されたA/D変換器52からのデジタル信号か
ら最大値を抽出する。その他の構成は、図1に示された
ものと同様のものであるので、相当するものと同一符号
を付して説明を省略する。
A maximum value calculator 41 extracts the maximum value from the digital signal from the A / D converter 52 rectified by the rectifier 31. Other configurations are the same as those shown in FIG. 1, and therefore, the same reference numerals are given to the corresponding components, and the description will be omitted.

【0064】次に動作を説明する。まず、基準となる缶
の内容物残量レベルを変えて各残量レベルの振動基準値
を設定する基準値設定モードについて説明する。A/D
変換器51は、整流器13からのアナログの直流信号を
デジタル信号に変換する。このとき、A/D変換器51
はトリガ検出器17からのトリガ信号を受けて動作を開
始し、打撃によるハンマ2の発生振動が所定値以下に減
衰するまでの一定の時間継続して行われる。最大値演算
器53は、デジタル信号の最大値を抽出し、ピーク基準
値としてピーク基準値設定器16に収納する。
Next, the operation will be described. First, a reference value setting mode in which the remaining content level of the can serving as a reference is changed to set a vibration reference value for each remaining level will be described. A / D
The converter 51 converts an analog DC signal from the rectifier 13 into a digital signal. At this time, the A / D converter 51
Starts its operation in response to a trigger signal from the trigger detector 17 and continues for a certain period of time until the vibration generated by the hammer 2 due to the impact attenuates to a predetermined value or less. The maximum value calculator 53 extracts the maximum value of the digital signal and stores it in the peak reference value setting device 16 as a peak reference value.

【0065】同様に、打撃により発生した音波は、マイ
クロホン3で電気信号に変換され、増幅器4で適当な利
得を与えらえれた後、A/D変換器52でデジタル信号
に変換される。このとき、A/D変換器52はトリガ検
出器17からのトリガ信号により動作を開始し、打撃に
よる対象物の発生音圧が所定値以下に減衰するまでの一
定時間動作する。この変換されたデジタル信号は、それ
ぞれ異なった周波数帯域を通過させるように設定された
28個のデジタルBPF61に入力され、各周波数帯域
毎の時系列信号に分離される。
Similarly, the sound wave generated by the impact is converted into an electric signal by the microphone 3, given an appropriate gain by the amplifier 4, and then converted into a digital signal by the A / D converter 52. At this time, the A / D converter 52 starts operating in response to a trigger signal from the trigger detector 17, and operates for a certain period of time until the sound pressure generated by the impact on the target object attenuates below a predetermined value. The converted digital signal is input to 28 digital BPFs 61 set to pass different frequency bands, and is separated into time-series signals for each frequency band.

【0066】デジタルBPF61で各周波数帯域毎に分
離された時系列信号は整流器62で直流信号に変換さ
れ、最大値演算器63に入力される。最大値演算器63
は、この直流信号の最大値を抽出し、基準値記憶手段6
5に格納する。このようにして周波数帯域毎の瞬間的な
最大値が抽出され、基準値記憶手段65に格納される。
このような基準値設定モードの動作により、基準値設定
器16には打撃の強さを示す情報が格納され、基準値記
憶手段65には打音の各周波数帯域における瞬間的な最
大音圧を示す情報が格納される。
The time-series signal separated for each frequency band by the digital BPF 61 is converted into a DC signal by the rectifier 62 and input to the maximum value calculator 63. Maximum value calculator 63
Extracts the maximum value of the DC signal, and
5 is stored. In this way, the instantaneous maximum value for each frequency band is extracted and stored in the reference value storage means 65.
By the operation of the reference value setting mode, the reference value setting device 16 stores information indicating the strength of the impact, and the reference value storage means 65 stores the instantaneous maximum sound pressure in each frequency band of the impact sound. Is stored.

【0067】次に缶の内容物残量を検出する検出モード
について説明する。まずハンマ2により対象物である缶
1を打撃する。このとき基準値設定モードの時と同様
に、ハンマ2に発生した振動を加振力センサ11で電気
信号に変換し、増幅器12で増幅すると共に整流器13
で直流に変換する。トリガ検出器17も同様に整流器1
3からの直流信号からトリガ信号を出力し、A/D変換
器51はトリガ出力から振動減衰までの一定時間、直流
信号をデジタル信号に変換する。最大値演算器53はデ
ジタル信号の最大値を抽出し出力する。
Next, a detection mode for detecting the remaining amount of the contents of the can will be described. First, the can 1 as an object is hit with the hammer 2. At this time, similarly to the case of the reference value setting mode, the vibration generated in the hammer 2 is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, amplified by the amplifier 12, and
To convert to DC. Similarly, the trigger detector 17 is connected to the rectifier 1.
The A / D converter 51 converts the DC signal into a digital signal for a certain period of time from the trigger output to the vibration damping. The maximum value calculator 53 extracts and outputs the maximum value of the digital signal.

【0068】検出モードの場合、最大値演算器53によ
り抽出された最大値は比率演算器15に入力され、比率
演算器15は、最大値と基準値設定器16に格納されて
いるピーク基準値との比率を演算し出力する。
In the case of the detection mode, the maximum value extracted by the maximum value calculator 53 is input to the ratio calculator 15, and the ratio calculator 15 calculates the maximum value and the peak reference value stored in the reference value setter 16. Calculates and outputs the ratio.

【0069】打撃により発生した音波も基準値設定モー
ドと同様に、マイクロホン3で電気信号に変換すると共
に増幅器4で増幅し、A/D変換器52によりデジタル
信号に変換される。このときA/D変換器52の動作は
トリガ検出器17からのトリガ信号により開始され、音
圧減衰までの一定時間行われる。デジタル信号はデジタ
ルBPF61により周波数帯域毎の時系列信号に分離さ
れ、整流器62で直流信号に変換され、最大値演算器6
3に入力される。最大値演算器63は、直流信号の最大
値を抽出し出力する。
Similarly to the reference value setting mode, the sound wave generated by the impact is converted into an electric signal by the microphone 3, amplified by the amplifier 4, and converted into a digital signal by the A / D converter 52. At this time, the operation of the A / D converter 52 is started by a trigger signal from the trigger detector 17, and is performed for a certain period of time until sound pressure decay. The digital signal is separated into a time series signal for each frequency band by a digital BPF 61, converted into a DC signal by a rectifier 62,
3 is input. The maximum value calculator 63 extracts and outputs the maximum value of the DC signal.

【0070】検出モードの場合、最大値演算器63によ
り抽出された最大値は補正器64に入力され、補正器6
4は比率演算器15から得られる比率に基づき適切な補
正値を演算し最大値演算器63から得られる最大値を補
正し出力する。補正された周波数帯域毎の最大値のパタ
ーンを、比較器66において基準値記憶手段65に格納
された内容物残量レベル毎の振動基準値のパターンと比
較し、最も一致する周波数帯域毎の最大値のパターンに
対応する内容物残量レベルを内容物残量として表示器1
8に出力する。
In the case of the detection mode, the maximum value extracted by the maximum value calculator 63 is input to the corrector 64,
Reference numeral 4 calculates an appropriate correction value based on the ratio obtained from the ratio calculator 15, corrects the maximum value obtained from the maximum value calculator 63, and outputs the corrected value. The corrected maximum value pattern for each frequency band is compared with the vibration reference value pattern for each remaining content level stored in the reference value storage means 65 in the comparator 66, and Display 1 indicates the remaining content level corresponding to the value pattern as the remaining content.
8 is output.

【0071】このように各周波数帯域毎の時系列信号を
求める手法としてデジタルBPF61を用いることで装
置を小型化できるとともに、ソフトウェア(S/W)で
処理するためフィルタ特性の変更や診断する周波数帯域
の追加などに柔軟に対応することが可能である。
As described above, by using the digital BPF 61 as a method of obtaining a time series signal for each frequency band, the size of the apparatus can be reduced, and since the processing is performed by software (S / W), the filter characteristic is changed or the frequency band to be diagnosed is changed. It is possible to flexibly cope with the addition of, for example.

【0072】実施の形態3.図3は、実施の形態3の缶
の内容物残量検出装置の構成図である。実施の形態3は
周波数帯域毎の最大値を求めるウェーブレット変換(Wav
elet Transform)を用い実施の形態であり、図3に基づ
いて説明する。
Embodiment 3 FIG. 3 is a configuration diagram of a device for detecting the remaining amount of contents of a can according to the third embodiment. In the third embodiment, a wavelet transform (Wav
This is an embodiment using an elet transform, and will be described with reference to FIG.

【0073】この実施の形態3においては、ウェーブレ
ット変換器71を設け、周波数帯域毎の時系列信号を求
めるようにしたものであり、その他の動作は、実施の形
態2と同様である。なお、ウェーブレット変換は、その
解析演算により実効値を算出するため、整流手段を設け
る必要はない。
In the third embodiment, a wavelet transformer 71 is provided to obtain a time-series signal for each frequency band. Other operations are the same as those in the second embodiment. In the wavelet transform, an effective value is calculated by the analysis operation, so that it is not necessary to provide a rectifier.

【0074】図において、71は変換手段としてのウェ
ーブレット変換器(Wavelet Transform)であり、基底関
数(マザーウェーブレット)を拡大あるいは縮小するこ
とにより、デジタル音圧信号を周波数帯域毎の時系列信
号に分離する。ウェーブレット変換器71で変換された
信号は、28組設けられた最大値演算器63、補正器6
4、比較器66に入力される。比較器66は、図1や図
2に示されたものと同様に基準値記憶手段65に格納さ
れた内容物残量レベル毎の振動基準値のパターンと比較
し、最も一致するパターンの内容物残量レベルを内容物
残量として表示器18に出力する。
In the figure, reference numeral 71 denotes a wavelet transformer (Wavelet Transform) as a conversion means, which separates a digital sound pressure signal into a time series signal for each frequency band by expanding or reducing a basis function (mother wavelet). I do. The signals converted by the wavelet transformer 71 are provided with 28 sets of maximum value calculator 63 and corrector 6
4. Input to the comparator 66. The comparator 66 compares the pattern with the vibration reference value for each remaining content level stored in the reference value storage means 65 in the same manner as that shown in FIGS. The remaining level is output to the display 18 as the remaining content.

【0075】この際に、測定波形や観測したい現象に合
わせて適切な基底関数を選択することにより周波数の分
離特性が向上し、判定の信頼性を向上させることができ
る。また、ウェーブレット変換を用いることで装置を小
型化することができる。
At this time, by selecting an appropriate basis function in accordance with the measured waveform and the phenomenon to be observed, the frequency separation characteristics can be improved, and the reliability of determination can be improved. Further, the size of the device can be reduced by using the wavelet transform.

【0076】実施の形態4.図4は、実施の形態4の缶
の内容物残量の検出装置の構成図である。実施の形態4
は周波数帯域毎の時系列信号の最大値を求めるのに、短
時間FFTを用いた構成である。実施の形態4の短時間
FFTを用いた場合について図4に基づいて説明する。
この実施の形態4においては、短時間FFT演算器81
を設け、周波数帯域毎の時系列信号を求めるようにした
ものであり、その他の動作は、実施の形態2と同様であ
る。なお、短時間FFT変換は、その解析演算により実
効値を算出するため、整流手段を設ける必要はない。図
において、81は変換手段としての短時間FFT(ST
FT:Short-Time Fourier-Transform)演算器であり、
周波数帯域毎の時系列信号を求めるようにしたものであ
る。
Embodiment 4 FIG. 4 is a configuration diagram of an apparatus for detecting the remaining amount of contents of a can according to the fourth embodiment. Embodiment 4
Is a configuration using short-time FFT to find the maximum value of the time-series signal for each frequency band. The case where the short-time FFT according to the fourth embodiment is used will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, the short-time FFT calculator 81
Is provided to obtain a time-series signal for each frequency band. Other operations are the same as those in the second embodiment. In the short-time FFT conversion, an effective value is calculated by the analysis operation, and therefore, there is no need to provide a rectifier. In the figure, reference numeral 81 denotes a short-time FFT (ST
FT: Short-Time Fourier-Transform)
A time-series signal for each frequency band is obtained.

【0077】短時間FFT演算器81により周波数帯域
毎の時系列信号は、実施の形態3と同様に最大値演算器
63に入力され、28組設けられた最大値演算器63、
補正器64、比較器66に入力される。比較器66は、
図1や図2に示されたものと同様に基準値記憶手段65
に格納された内容物残量レベル毎の振動基準値のパター
ンと比較し、最も一致するパターンの内容物残量レベル
を内容物残量として表示器18に出力する。表示器18
は内容物残量レベルを表示する。
The time-series signal for each frequency band by the short-time FFT calculator 81 is input to the maximum value calculator 63 as in the third embodiment, and 28 sets of the maximum value calculator 63 are provided.
It is input to a compensator 64 and a comparator 66. The comparator 66 is
The reference value storage means 65 is the same as that shown in FIGS.
Is compared with the pattern of the vibration reference value for each remaining content level, and the content remaining level of the pattern that matches the most is output to the display 18 as the remaining content. Display 18
Indicates the remaining content level.

【0078】このようにフーリエ変換器である短時間F
FT演算器81を設けて周波数帯域毎の時系列信号を求
めるようにしたことにより、周波数の分解能を向上させ
ることができる。
As described above, the short-time F which is a Fourier transformer
By providing the FT calculator 81 to obtain a time-series signal for each frequency band, the frequency resolution can be improved.

【0079】従って、短時間FFTの優れた分解能を利
用して、試験物の構造により周波数の変化に特徴が現れ
るといった場合に診断の信頼性を向上させることができ
る。また、短時間FFT変換を用いることで装置を小型
化することができる。
Therefore, the reliability of the diagnosis can be improved in the case where the characteristics of the change in frequency appear due to the structure of the test object by utilizing the excellent resolution of the short-time FFT. Further, the size of the device can be reduced by using the short-time FFT transform.

【0080】実施の形態5.実施の形態5は、振動基準
値の設定を複数に分割された残量レベル毎に複数回(例
えば10回前後)の打撃を加え、複数の周波数帯域毎の
時系列信号の最大値を演算し、得られた複数の時系列信
号データのそれぞれの最大値と最小値の間を振動基準値
として基準値記憶手段66に記憶し、任意の内容物残量
レベルにおける周波数帯域毎の時系列信号の最大値のパ
ターンと基準値記憶手段66に記憶された振動基準値の
パターンと対比し、該当する振動基準値に対応する内容
物残量レベルを検出時の残量レベルとする構成とした。
Embodiment 5 In the fifth embodiment, the setting of the vibration reference value is performed a plurality of times (for example, about 10 times) on each of the divided remaining levels, and the maximum value of the time-series signal for each of the plurality of frequency bands is calculated. Then, between the maximum value and the minimum value of each of the obtained plurality of time-series signal data is stored as a vibration reference value in the reference value storage unit 66, and the time-series signal of each frequency band at an arbitrary remaining content level is stored. The pattern of the maximum value is compared with the pattern of the vibration reference value stored in the reference value storage means 66, and the remaining content level corresponding to the corresponding vibration reference value is set as the remaining level at the time of detection.

【0081】このように内容物残量レベルを周波数帯域
毎に上下に巾を持たせた音圧基準値とする構成を実施の
形態1〜実施の形態4に適用すると、振動基準値設定時
の打撃の条件の差異による影響が少なくなり、内容物残
量レベルの検出精度を高くすることができる。
When the configuration in which the remaining content level is set as the sound pressure reference value having a width above and below for each frequency band is applied to the first to fourth embodiments, when the vibration reference value is set, The influence of the difference in the impact condition is reduced, and the accuracy of detecting the remaining content level can be increased.

【0082】実施の形態6.実施の形態6は缶を打撃す
る打撃手段の実施の形態である。実施の形態1〜4にお
いては検査員がハンマで缶を打撃する構成であったが、
打撃の大きさは個人差があり検査員の疲労度ほか気分に
よっても変わることがあり判定にばらつきが大きくなる
ことが予想される。この実施の形態6では、打撃が常に
一定になるように以下に示すような打撃装置によって検
査するようにしたものである。
Embodiment 6 FIG. Embodiment 6 is an embodiment of a hitting means for hitting a can. In the first to fourth embodiments, the inspector hits the can with a hammer.
The magnitude of the impact varies from individual to individual, and may vary depending on the degree of fatigue of the inspector as well as the mood. In the sixth embodiment, an inspection is performed by a hitting device as described below so that the hitting is always constant.

【0083】打撃装置の構成を図5に示す。図におい
て、110は弾性体で構成されたアーム、111は弾性
体で形成されたボール、112はアーム110を回動自
在に支持する回転軸、113はアーム110の回動位置
を規制するストッパ、114はアームに回転力を与える
ばね、115はアームの他端側を押し下げて開放する駆
動機構、116は架台である。
FIG. 5 shows the structure of the hitting device. In the figure, 110 is an arm made of an elastic body, 111 is a ball made of an elastic body, 112 is a rotating shaft that rotatably supports the arm 110, 113 is a stopper that regulates the rotating position of the arm 110, 114 is a spring for applying a rotational force to the arm, 115 is a drive mechanism for pushing down and opening the other end of the arm, and 116 is a gantry.

【0084】ボール111は缶を打撃したときの打撃音
に雑音が生じないように弾性体で形成され、アーム11
0は一端部にボール111が取り付けられた状態で、適
度な弾性を有するように形成されている。駆動機構11
5が例えばミニチュアモータなどで1回転することによ
りアーム110の他端側110aを押し下げて開放し、
アーム110は開放されるとばね114の引っ張り力に
よって戻されアームがストッパ113に当接した瞬間に
ボール11が缶を打撃するように構成したものである。
The ball 111 is formed of an elastic material so as to prevent noise from being produced when the can is hit with a can.
Reference numeral 0 denotes a state in which the ball 111 is attached to one end, and is formed to have appropriate elasticity. Drive mechanism 11
5 is rotated once by a miniature motor, for example, to push down and open the other end 110a of the arm 110,
When the arm 110 is released, it is returned by the pulling force of the spring 114, and the ball 11 hits the can at the moment when the arm comes into contact with the stopper 113.

【0085】駆動機構115をモータとしておくことに
より、遠隔操作が可能であり、自動的に一定の打撃を缶
に加えることができる。この打撃装置を使用して缶の内
容物残量の検出装置を駆動することにより缶の内容物残
量が正確に検出できる。
By using a drive mechanism 115 as a motor, remote control is possible, and a constant impact can be automatically applied to the can. By driving the device for detecting the remaining content of the can using this hitting device, the remaining content of the can can be accurately detected.

【0086】また、上記各実施の形態においては、ハン
マで外力を加えるものを示したが、他の手段により外力
が加えられるもの、例えば、電磁コイルやシリンダ等に
より外力を加えるものであってもよい。
In each of the above embodiments, the external force is applied by the hammer. However, the external force is applied by other means, for example, the external force is applied by an electromagnetic coil or a cylinder. Good.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明は、以上に説明したように構成さ
れているので、次に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0088】外力を加えられた缶から発生する振動を振
動信号として検出する信号検出手段と、振動信号を複数
の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換する変換手段
と、時系列信号の最大値を周波数帯域毎に抽出する抽出
手段と、内容物残量に対応する周波数帯域毎の時系列信
号の最大値のパターンを振動基準値として記憶する基準
値記憶手段と、周波数帯域毎の時系列信号の最大値のパ
ターンと振動基準値のパターンをそれぞれ比較して内容
物残量を検出する比較手段とを設けたので、打音の特徴
でもある発生直後の大きな音圧の周波数分布が的確に把
握でき、内容物残量が正確に検出することができる。
Signal detecting means for detecting vibration generated from the can to which an external force is applied as a vibration signal, converting means for converting the vibration signal into time-series signals for each of a plurality of predetermined frequency bands, Extraction means for extracting a value for each frequency band, reference value storage means for storing a pattern of the maximum value of the time series signal for each frequency band corresponding to the remaining content as a vibration reference value, and time series for each frequency band A comparison means for comparing the pattern of the maximum value of the signal with the pattern of the vibration reference value to detect the remaining amount of the content is provided, so that the frequency distribution of the large sound pressure immediately after the occurrence, which is also a characteristic of the tapping sound, is accurately achieved. It can be grasped and the remaining amount of the contents can be accurately detected.

【0089】また、変換手段は振動信号の所定の周波数
帯域の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであ
り、抽出手段は各帯域フィルタを通過した周波数成分を
整流しこの整流された周波数成分の各ピーク値の内最大
のものを各々最大値として抽出するものであることを特
徴とするので、変換手段を帯域フィルタとすると、処理
を高速に行うことができ、装置も簡易で、安価になる。
また、抽出手段は整流された周波数成分から最大値を抽
出するので、振動信号の負符号部に最大値がある場合で
も検出でき、振動信号が急激に減衰する場合でも的確に
比較できる。
The converting means is a plurality of band filters for passing the frequency components of a predetermined frequency band of the vibration signal. The extracting means rectifies the frequency components passing through each band filter, and converts each of the rectified frequency components. Since the maximum value among the peak values is extracted as the maximum value, if the converting means is a band-pass filter, the processing can be performed at high speed, and the apparatus is simple and inexpensive.
Further, since the extracting means extracts the maximum value from the rectified frequency components, it is possible to detect even when the maximum value is present in the negative sign part of the vibration signal, and to accurately compare even when the vibration signal is rapidly attenuated.

【0090】さらに、変換手段は振動信号をウェーブレ
ット変換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段
はウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波
数帯域毎の最大値を抽出するものであることを特徴とす
るので、各周波数毎の時系列信号に分離する際の特性を
向上させることができ、比較及び判定の信頼性を向上さ
せることが可能となる。
Further, the transforming means is a wavelet transforming means for wavelet transforming the vibration signal, and the extracting means extracts the maximum value for each frequency band based on the result of the conversion by the wavelet transforming means. It is possible to improve characteristics when separating the signals into time-series signals for each frequency, and it is possible to improve the reliability of comparison and determination.

【0091】そして、変換手段を短時間高速フーリエ変
換手段とし、抽出手段を短時間高速フーリエ変換手段に
よる変換結果に基づき周波数帯域毎の時系列信号の最大
値を抽出するものとしたので、周波数の分解能を向上さ
せることができる。
Since the converting means is a short-time fast Fourier transforming means, and the extracting means extracts the maximum value of the time-series signal for each frequency band based on the result of the conversion by the short-time fast Fourier transforming means. Resolution can be improved.

【0092】さらに、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じ
て振動信号、時系列信号、最大値、及び振動基準値の少
なくとも1つを補正する補正手段を設けたことを特徴と
するので、外力の大きさに応じて補正することにより、
比較手段における比較において外力の大きさのばらつき
の影響を受けるのを防止でき、比較の信頼性が向上す
る。
Further, an external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a vibration signal, a time-series signal, a maximum value, and a vibration reference value is corrected according to the magnitude of the external force. Since it is characterized by the provision of a correction means, by correcting according to the magnitude of the external force,
In the comparison by the comparison means, the influence of the variation in the magnitude of the external force can be prevented, and the reliability of the comparison is improved.

【0093】また、加えられた外力の大きさを検出する
外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値
を超えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び
比較手段の少なくとも1つの動作の開始を指令する指令
手段を設けたことを特徴とし、指令が出されるまで動作
を開始しないので、指令がないときの周囲の騒音、振
動、雑音等を振動信号として誤って処理をするおそれが
ない。従って、これらによる影響を防止でき、判定の信
頼性が向上する。
Further, an external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a signal detecting means, a converting means, an extracting means and a comparing means when the magnitude of the external force exceeds a predetermined value. A command means for commanding the start of operation is provided. Since the operation is not started until a command is issued, the surrounding noise, vibration, noise, etc. when there is no command may be erroneously processed as a vibration signal. There is no. Therefore, the influence of these can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0094】さらに、加えられた外力の大きさを外力信
号として検出する外力検出手段を設けるとともに、外力
信号を予め設定された外力基準値にて除した比率を求め
る比率演算手段と、上記比率に基づき振動信号と時系列
信号と最大値と振動基準値とのうちの少なくとも1つを
補正することにより比較手段における最大値と振動基準
値との関係を変更する補正手段と、上記比率が所定範囲
内であるか否かを判定する比率判定手段とを設けたこと
を特徴とするので、所定範囲外となるような不適切な外
力を与えたことが判り、比較の信頼性を向上させること
ができる。
Further, there is provided external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force as an external force signal, and a ratio calculating means for calculating a ratio obtained by dividing the external force signal by a preset external force reference value; Correction means for correcting the relationship between the maximum value and the vibration reference value in the comparison means by correcting at least one of the vibration signal, the time-series signal, the maximum value and the vibration reference value based on the ratio; It is characterized in that it is provided with a ratio determining means for determining whether or not it is within the range. it can.

【0095】さらに、外力信号を増幅して増幅外力信号
として出力する外力信号増幅手段と振動信号を増幅して
増幅振動信号として出力する振動信号増幅手段とを設
け、比率演算手段を増幅外力信号を外力信号として用い
るものとし、変換手段を増幅振動信号を振動信号として
用いるものとし、増幅外力信号と増幅振動信号との少な
くとも一方の波高値が所定値を超えたことを検出するレ
ンジオーバ検出手段を設けたことを特徴とするので、増
幅外力信号や増幅振動信号が所定値を超えたことを、す
なわち外力信号増幅手段や振動信号増幅手段が飽和する
ような大きな信号が入力されたことを検出して、測定の
信頼性の確保が可能となる。
Further, external force signal amplifying means for amplifying the external force signal and outputting it as an amplified external force signal and vibration signal amplifying means for amplifying the vibration signal and outputting it as an amplified vibration signal are provided. It shall be used as an external force signal, the converting means shall use the amplified vibration signal as a vibration signal, and a range over detecting means for detecting that at least one of the peak values of the amplified external force signal and the amplified vibration signal has exceeded a predetermined value. Since it is characterized in that it has been provided, it is detected that the amplified external force signal or the amplified vibration signal exceeds a predetermined value, that is, it is detected that a large signal is input such that the external force signal amplifying means or the vibration signal amplifying means is saturated. As a result, the reliability of the measurement can be ensured.

【0096】また、外力信号増幅手段と振動信号増幅手
段との少なくとも一方の増幅率を自動的に設定する増幅
率自動設定手段を設けたことを特徴とするので、増幅外
力信号や増幅振動信号が適切な出力範囲となるように増
幅率を容易に設定することができ、操作性が向上する。
また、S/N比の低下を防止でき判定の信頼性も向上す
る。
[0096] In addition, since amplification factor automatic setting means for automatically setting the amplification factor of at least one of the external force signal amplifying means and the vibration signal amplifying means is provided, the amplified external force signal and the amplified vibration signal are output. The amplification factor can be easily set so as to be in an appropriate output range, and operability is improved.
Further, a decrease in the S / N ratio can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0097】さらに、振動基準値の設定を複数に分割さ
れた残量レベル毎に複数回の打撃を加え、複数の周波数
帯域毎の時系列信号の最大値を演算し、得られた複数の
時系列信号データのそれぞれの最大値と最小値の間を振
動基準値として基準値記憶手段66に記憶し、任意の内
容物残量レベルにおける周波数帯域毎の時系列信号の最
大値が基準値記憶手段66に記憶された振動基準値と対
比し、該当する振動基準値に対応する内容物残量レベル
を検出時の残量レベルとするように構成したので、振動
基準値設定時の打撃の条件の差異による影響が少なくな
り、内容物残量レベルの検出精度を高くすることができ
る。
Further, the setting of the vibration reference value is performed a plurality of times for each of the divided remaining levels, and the maximum value of the time-series signal for each of the plurality of frequency bands is calculated. The value between the maximum value and the minimum value of the sequence signal data is stored in the reference value storage means 66 as a vibration reference value, and the maximum value of the time series signal for each frequency band at an arbitrary remaining content level is stored in the reference value storage means. 66 is compared with the vibration reference value stored in 66, and the remaining content level corresponding to the corresponding vibration reference value is configured to be the remaining level at the time of detection. The influence of the difference is reduced, and the detection accuracy of the remaining content level can be increased.

【0098】さらに、缶に外力を与える打撃手段は、中
間部で回動自在に支持され、一端部に弾性体で形成され
たボールが取り付けられたアームと、アームの支持部と
ボールとの中間位置で回転が停止するストッパが設けら
れ、アームがストッパに当接する方向に引き付けるばね
が装着され、アームの他端側を下方に押し下げて開放す
る駆動機構を備えた打撃装置としたことを特徴とする。
この打撃装置を使用したことにより、缶に与える外力が
安定し、缶の内容物残量が正確に検出できる。
Further, a striking means for applying an external force to the can is rotatably supported at an intermediate portion, and has an arm having a ball formed of an elastic body at one end, and an intermediate portion between the arm supporting portion and the ball. A stopper that stops rotation at a position is provided, a spring that pulls in a direction in which the arm comes into contact with the stopper is mounted, and a driving mechanism that pushes the other end of the arm downward to open is provided. I do.
By using this hitting device, the external force applied to the can is stabilized, and the remaining amount of the contents of the can can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1の缶の内容物残量検
出装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for detecting the remaining amount of contents of a can according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2の缶の内容物残量検
出装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus for detecting the remaining amount of contents of a can according to Embodiment 2 of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態3の缶の内容物残量検
出装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a device for detecting the remaining amount of contents of a can according to Embodiment 3 of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態4の缶の内容物残量検
出装置の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a device for detecting the remaining amount of contents of a can according to Embodiment 4 of the present invention.

【図5】 缶の内容物残量検出装置の打撃装置の構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a hitting device of the device for detecting the remaining amount of contents of a can.

【図6】 従来の缶の内容物残量検出装置の構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional device for detecting the remaining amount of contents in a can.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対象物(缶)、2 ハンマ、3 マイクロホン、4
増幅器、5 アナログBPF、6 整流器、7 ピー
クホールド、8 補正器、9 基準値記憶手段、10
比較器、11 加振力センサ、12 増幅器、13 整
流器、14 ピークホールド、15 比率演算器、16
基準値設定器、17 トリガ検出器、18 表示器、
19 比率判定器、20 レンジ自動設定器、21 レ
ンジオーバ検出器、31 整流器、32 ピークホール
ド、33 レンジ自動設定器、34 レンジオーバ検出
器、41 最大値演算器、51,52 A/D変換器、
61 デジタルBPF、62 整流器、53,63 最
大値演算器、64 補正器、65 基準値記憶手段、6
6 比較器、71 ウェーブレット変換器、81 短時
間FFT演算器、110 アーム、111 ボール、1
12 回転軸、113 ストッパ、114 ばね、11
5 駆動機構、116 架台。
1 Object (can), 2 hammer, 3 microphone, 4
Amplifier, 5 analog BPF, 6 rectifier, 7 peak hold, 8 corrector, 9 reference value storage means, 10
Comparator, 11 excitation force sensor, 12 amplifier, 13 rectifier, 14 peak hold, 15 ratio calculator, 16
Reference value setting device, 17 trigger detector, 18 display,
19 ratio judgment device, 20 range automatic setting device, 21 range over detector, 31 rectifier, 32 peak hold, 33 range automatic setting device, 34 range over detector, 41 maximum value calculator, 51, 52 A / D converter ,
61 digital BPF, 62 rectifier, 53, 63 maximum value calculator, 64 corrector, 65 reference value storage means, 6
6 comparator, 71 wavelet transformer, 81 short-time FFT calculator, 110 arm, 111 ball, 1
12 rotating shaft, 113 stopper, 114 spring, 11
5 Drive mechanism, 116 mount.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外力を加えられた缶から発生する振動を
振動信号として検出する信号検出手段と、上記振動信号
を複数の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換する変
換手段と、上記時系列信号の最大値を上記周波数帯域毎
に抽出する抽出手段と、内容物残量に対応する上記周波
数帯域毎の時系列信号の最大値のパターンと振動基準値
のパターンを記憶する基準値記憶手段と、周波数帯域毎
の時系列信号の最大値のパターンと振動基準値のパター
ンをそれぞれ比較して内容物残量を検出する比較手段と
を備えた缶の内容物残量検出装置。
1. A signal detecting means for detecting a vibration generated from a can to which an external force is applied as a vibration signal; a converting means for converting the vibration signal into a time series signal for each of a plurality of predetermined frequency bands; Extraction means for extracting the maximum value of the sequence signal for each frequency band, and reference value storage means for storing the maximum value pattern and the vibration reference value pattern of the time series signal for each frequency band corresponding to the remaining content. And a comparing means for comparing the pattern of the maximum value of the time-series signal and the pattern of the vibration reference value for each frequency band to detect the remaining amount of contents.
【請求項2】 変換手段は振動信号の所定の周波数帯域
の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであり、
抽出手段は上記各帯域フィルタを通過した上記周波数成
分を整流し、この整流された周波数成分の各ピーク値の
内最大のものを各々最大値として抽出するものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の缶の内容物残量検出装
置。
2. The converting means is a plurality of bandpass filters for passing a frequency component of a predetermined frequency band of the vibration signal,
2. The method according to claim 1, wherein the extracting means rectifies the frequency components passing through the band-pass filters, and extracts a maximum value among peak values of the rectified frequency components as maximum values. An apparatus for detecting the remaining amount of contents of a can described in the above.
【請求項3】 変換手段は検出信号をウェーブレット変
換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段は上記
ウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波数
帯域毎の時系列信号の最大値を抽出するものであること
を特徴とする請求項1記載の缶の内容物残量検出装置。
3. The converting means is a wavelet converting means for performing a wavelet transform on the detection signal, and the extracting means extracts a maximum value of a time-series signal for each frequency band based on a result of the conversion by the wavelet converting means. 2. The device for detecting the remaining amount of contents of a can according to claim 1, wherein:
【請求項4】 変換手段は検出信号を短時間高速フーリ
エ変換する短時間高速フーリエ変換手段であり、抽出手
段は上記短時間高速フーリエ変換手段による変換結果に
基づき周波数帯域毎の時系列信号の最大値を抽出するも
のであることを特徴とする請求項1記載の缶の内容物残
量検出装置。
4. The conversion means is a short-time fast Fourier transform means for performing a short-time fast Fourier transform of the detection signal, and the extraction means is configured to determine a maximum of a time-series signal for each frequency band based on a result of the conversion by the short-time fast Fourier transform means. 2. The apparatus for detecting the remaining amount of contents in a can according to claim 1, wherein the apparatus extracts a value.
【請求項5】 加えられた外力の大きさを検出する外力
検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じて振動
信号、時系列信号、最大値、及び振動基準値の少なくと
も1つを補正する補正手段を設けたことを特徴とする請
求項1記載の缶の内容物残量検出装置。
5. An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force, and correcting at least one of a vibration signal, a time-series signal, a maximum value, and a vibration reference value according to the magnitude of the external force. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit.
【請求項6】 加えられた外力の大きさを検出する外力
検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値を超
えたとき、信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び比
較手段の少なくとも1つの動作の開始を指令する指令手
段を設けたことを特徴とする請求項1記載の缶の内容物
残量検出装置。
6. An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force, and at least one of a signal detecting means, a converting means, an extracting means, and a comparing means when the magnitude of the external force exceeds a predetermined value. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising command means for commanding the start of one operation.
【請求項7】 加えられた外力の大きさを外力信号とし
て検出する外力検出手段を設けるとともに、上記外力信
号を予め設定された外力基準値にて除した比率を求める
比率演算手段と、上記比率に基づき振動信号と、時系列
信号と、最大値と、振動基準値のうちの少なくとも1つ
を補正することにより、比較手段における最大値と振動
基準値との関係を変更する補正手段を含み、上記比率が
所定の範囲内であるか否かを判定する比率判定手段とを
設けたことを特徴とする請求項1記載の缶の内容物残量
検出装置。
7. An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force as an external force signal, and a ratio calculating means for calculating a ratio obtained by dividing the external force signal by a preset external force reference value; Based on the vibration signal, the time-series signal, the maximum value, by correcting at least one of the vibration reference value, including a correction means for changing the relationship between the maximum value and the vibration reference value in the comparison means, 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a ratio determination unit configured to determine whether the ratio is within a predetermined range.
【請求項8】 外力信号を増幅して増幅外力信号として
出力する外力信号増幅手段と振動信号を増幅して増幅振
動信号として出力する振動信号増幅手段とを設け、比率
演算手段は上記増幅外力信号を外力信号として用いるも
のとし、変換手段を上記増幅外力信号を振動信号として
用いるものとし、上記増幅外力信号と上記増幅振動信号
との少なくとも一方の波高値が所定値を超えたことを検
出するレンジオーバ検出手段を設けたことを特徴とする
請求項7記載の缶の内容物残量検出装置。
8. An external force signal amplifying means for amplifying an external force signal and outputting the amplified external force signal, and a vibration signal amplifying means for amplifying the vibration signal and outputting the amplified vibration signal as an amplified vibration signal, wherein the ratio calculating means includes the amplified external force signal. Is used as an external force signal, the converting means uses the amplified external force signal as a vibration signal, and a range for detecting that the peak value of at least one of the amplified external force signal and the amplified vibration signal exceeds a predetermined value. The device for detecting the remaining amount of contents of a can according to claim 7, further comprising an over-detection means.
【請求項9】 外力信号増幅手段と振動信号増幅手段と
の少なくとも一方の増幅率を自動的に設定する増幅率自
動設定手段を設けたことを特徴とする請求項7記載の缶
の内容物残量検出装置。
9. The residual content of a can according to claim 7, further comprising an automatic amplification factor setting device for automatically setting the amplification factor of at least one of the external force signal amplifying device and the vibration signal amplifying device. Quantity detection device.
【請求項10】 振動基準値の設定は、缶の内容物残量
レベルを複数に分割し、分割した内容物残量レベル毎に
それぞれ複数回打撃し、各打撃に対して周波数帯域毎に
振動信号を求め、複数回の周波数帯域毎に振動信号の最
大値と最小値の間を該当する内容物残量レベルの振動基
準値としたことを特徴とする請求項1記載の間の内容物
残量検出装置。
10. The vibration reference value is set by dividing the remaining content level of the can into a plurality of parts, hitting each of the divided remaining content levels a plurality of times, and vibrating for each frequency band for each of the hits. 2. A content remaining amount according to claim 1, wherein a signal is obtained, and a vibration reference value of a corresponding remaining content level is set between a maximum value and a minimum value of the vibration signal for each of a plurality of frequency bands. Quantity detection device.
【請求項11】 缶に外力を加える打撃手段は、中間部
で回動自在に支持され、一端部に弾性体で形成されたボ
ールが取り付けられたアームと、該アームの支持部と上
記ボールとの中間位置で回転が停止するストッパが設け
られ、上記アームが上記ストッパに当接する方向に引き
付けるばねが装着され、上記アームの他端側を下方に押
し下げて開放する駆動機構を備えた構成としたことを特
徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の缶の
内容物残量検出装置。
11. A striking means for applying an external force to a can is rotatably supported at an intermediate portion, and has an arm to which a ball formed of an elastic body is attached at one end, and a supporting portion of the arm and the ball. A stopper for stopping rotation at an intermediate position of the arm is provided, a spring for pulling the arm in a direction in which the arm comes into contact with the stopper is mounted, and a drive mechanism for pushing down the other end of the arm to open it is provided. The device for detecting the remaining amount of contents in a can according to any one of claims 1 to 10, characterized in that:
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