JP2009168693A - Ultrasonic displacement sensor apparatus - Google Patents

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Tsunehiro Tomita
常弘 富田
Tsutomu Katayama
勉 片山
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TAKEX LABORATORIES CO Ltd
Takenaka Electronic Industrial Co Ltd
Original Assignee
TAKEX LABORATORIES CO Ltd
Takenaka Electronic Industrial Co Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic sensor for reliably avoiding an effect of an obstacle other than a measurement object to be detected, stably detecting an interval or a distance between the measurement object to be detected, and improving a detecting and/or ranging performance. <P>SOLUTION: An ultrasonic displacement sensor apparatus includes an ultrasonic oscillator, and a signal processor. The signal processor captures all reflection signals generated for one period, extracts the last reflection signal within the period (i), determines the last reflection signal as the reflection signal from the measurement object (ii), and detects a time based on the determined last reflection signal until a reflection sound returns after a sound is emitted (iii). A constitution is provided so as to detect or measure the interval or the distance from a sensor body to the measurement object. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定対象物への投音時点からセンサ本体に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する超音波変位センサ装置に関する。   The present invention detects ultrasonic waves that detect or measure the distance or distance from the sensor body to the measurement object by detecting the time from when the sound is projected to the measurement object to when the reflected sound returns to the sensor body. The present invention relates to a displacement sensor device.

ある特定の測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定するセンサ(以下、本明細書中では「変位センサ」と称する)については、レーザー光や赤外線を用いる光学式の他にも超音波を用いる方式等、用途に応じてこれまでに多数の方式のものが開発され、市場に提供されている。   As for a sensor for detecting or measuring a distance or distance to a specific measurement object (hereinafter referred to as a “displacement sensor” in this specification), an ultrasonic wave is used in addition to an optical type using laser light or infrared light. Many systems have been developed and provided to the market depending on the application, such as the system used.

一例として、図8或いは特許文献1に示されるような穀物乾燥装置等においては、貯留槽(主として大型タンクやサイロ)内の堆積物レベル(量或いは高さ)を検出或いは測定する穀物レベル検知デバイスとして、上記の変位センサが備えられる。   As an example, in a grain drying apparatus or the like as shown in FIG. 8 or Patent Document 1, a grain level detection device that detects or measures a sediment level (amount or height) in a storage tank (mainly a large tank or silo). As described above, the displacement sensor is provided.

この、穀物乾燥装置に適した変位センサという観点で検討すると、レーザー光や赤外線を用いる光学式の場合、
i)測定対象物が細粒状或いは粉体状の穀物等であれば特に、貯留槽内に粉塵或いは塵埃が舞う事象が多発し、センサの検出或いは測定結果に誤差やエラーが生じやすいという問題点がある。このほか、
ii)原理上、センサが監視或いはカバーし得る測定対象物の領域が狭い(センサの動作点近傍)ことから、センサの検出面となる測定対象物の上表面が広面積であるときには、図8に例示されるように測定対象物の上表面の高さが貯留槽内の各位置でばらついている可能性があることを考慮すると、やはりセンサの検出或いは測定結果に誤差やエラーが生じやすいという問題点がある。
さらに、測定対象物の上表面の高さが貯留槽内の各位置でばらついている可能性があること等を考慮して、複数のセンサを設置してその平均を取ったりするケースもあるが、この場合も信号処理装置の構成が複雑になりやすいと言う問題がある。
From the viewpoint of a displacement sensor suitable for this grain drying device, in the case of an optical type using laser light or infrared rays,
i) The problem that dust or dust fluctuates frequently in the storage tank, and errors or errors are likely to occur in the detection or measurement results of the sensor, especially when the object to be measured is fine grained or powdered grains. There is. other than this,
ii) In principle, since the area of the measurement object that can be monitored or covered by the sensor is narrow (near the operating point of the sensor), when the upper surface of the measurement object serving as the detection surface of the sensor has a large area, FIG. In view of the fact that the height of the upper surface of the measurement object may vary at each position in the storage tank as illustrated in Fig. 2, it is still likely that errors or errors occur in the sensor detection or measurement results. There is a problem.
In addition, considering the possibility that the height of the upper surface of the measurement object may vary at each position in the storage tank, there are cases in which multiple sensors are installed and averaged. Also in this case, there is a problem that the configuration of the signal processing device tends to be complicated.

その一方で、超音波を用いる方式であれば上記のような問題は生じないことから、現在の穀物乾燥装置等においては超音波を用いる方式が、穀物レベル検知デバイスとして一般に多用されている。   On the other hand, since the above-mentioned problems do not occur if the method uses ultrasonic waves, the method using ultrasonic waves is commonly used as a grain level detection device in current grain drying apparatuses and the like.

超音波センサの構成は旧知の通り、i)送信信号パルスに従って超音波信号を測定対象物に向けて投音可能な送波機能と、上記超音波信号が上記測定対象物の表面で反射したことによって入ってきた反射音を電気−音響変換し、対応する電気信号として出力可能な受波機能とを備えた超音波振動子と、ii)上記超音波振動子から出力された受信信号を、適宜電気的に信号処理することが可能な信号処理装置とからなる。
そしてその基本動作原理は、図8からも明らかな通り、上記投音時点から上記超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から上記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定するというものである。
As previously known, the configuration of the ultrasonic sensor is: i) a transmission function capable of projecting an ultrasonic signal toward a measurement object according to a transmission signal pulse, and that the ultrasonic signal is reflected from the surface of the measurement object An ultrasonic transducer having a receiving function capable of performing electro-acoustic conversion on the reflected sound that has entered through and outputting as a corresponding electrical signal, and ii) appropriately receiving a signal output from the ultrasonic transducer It consists of a signal processing device capable of electrical signal processing.
As is apparent from FIG. 8, the basic operation principle is that the time from the sound projecting time to the time when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer is detected, from the sensor body to the measurement object. The interval or distance is detected or measured.

測定対象物としては、貯留槽内に堆積している穀物(米、大豆類等)や液体等の堆積物が一例として挙げられる。また測定対象物の上表面は、測定対象物が例えば貯留槽内に堆積している穀物等である場合にはその穀物等の堆積面(上表面)であり、測定対象物が貯留槽内に貯留されている液体である場合にはその液面となる。   Examples of the measurement target include sediments such as grains (rice, soybeans, etc.) accumulated in the storage tank and liquid. In addition, the upper surface of the measurement object is, for example, a deposition surface (upper surface) of the grain or the like when the measurement object is a grain or the like accumulated in the storage tank, and the measurement object is in the storage tank or the like. When the liquid is stored, it becomes the liquid level.

超音波振動子は電気−音響変換素子からなるものであり、測定対象物に向けて超音波信号を送波(以下、本明細書中では「投音」と称する)する送波器として機能するほか、
測定対象物からの反射音を受けてこれを電気−音響変換し、上記反射音に相当する電気信号(以下、本明細書中では「反射信号」と称する)を信号処理装置へと出力し得る受波器(レシーバ)として機能する。
The ultrasonic transducer is composed of an electro-acoustic conversion element, and functions as a transmitter that transmits an ultrasonic signal toward a measurement object (hereinafter referred to as “sound projection” in the present specification). In addition,
The reflected sound from the measurement object is received and subjected to electro-acoustic conversion, and an electric signal corresponding to the reflected sound (hereinafter referred to as “reflected signal” in the present specification) can be output to the signal processing device. Functions as a receiver.

信号処理装置は、超音波振動子からの出力信号を適宜処理し、上記投音時点から上記超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から上記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する。
なお、上記穀物乾燥装置等においては、この超音波センサによるセンサ本体から測定対象物の上表面までの距離の測定結果を利用することで、穀物レベルの検知を行うことが可能となる。
The signal processing device appropriately processes the output signal from the ultrasonic transducer, and detects the time from the sound projection time to the time when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer, thereby measuring the measurement from the sensor body. Detect or measure the distance or distance to the object.
In the grain drying apparatus or the like, the grain level can be detected by using the measurement result of the distance from the sensor main body to the upper surface of the object to be measured by the ultrasonic sensor.

ここで、従来知られた超音波センサでは、投音後、上記超音波振動子に最初に返って来る反射音(或いはこれを電気信号に変換した反射信号)に基づいて、センサ本体から上記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する構成となっている。   Here, in the conventionally known ultrasonic sensor, the measurement is performed from the sensor body based on the reflected sound (or the reflected signal converted into an electric signal) first returned to the ultrasonic transducer after sound projection. It is the structure which detects or measures the space | interval or distance to a target object.

しかしながら、穀物乾燥装置等の穀物レベル検知デバイスに上記の超音波センサを適用した場合であっても、次のような問題点があった。   However, even when the above ultrasonic sensor is applied to a grain level detection device such as a grain dryer, there are the following problems.

すなわち、図8に例示される穀物乾燥装置100の貯留槽Aが特に大型なものである場合には、堆積物の重量によって貯留槽A自体が膨張或いは変形したりするのを防止すべく、貯留槽Aの内壁間に補強棒や張線等の補強部材11、12を設けることが必要となる。   That is, when the storage tank A of the grain drying apparatus 100 illustrated in FIG. 8 is particularly large, the storage tank A itself is stored in order to prevent the storage tank A from expanding or deforming due to the weight of the deposit. It is necessary to provide reinforcing members 11 and 12 such as reinforcing bars and stretched wires between the inner walls of the tank A.

ただ、従来知られた超音波センサでは投音後、超音波振動子に最初に返って来る反射音或いは反射信号に基づいて、センサ本体から測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する構成となっていることから、上記の補強部材11、12というのはセンサから見れば本来検出すべき測定対象物以外の障害物となってしまう。   However, a conventionally known ultrasonic sensor detects or measures the distance or distance from the sensor body to the measurement object based on the reflected sound or reflected signal first returned to the ultrasonic transducer after sound projection. Therefore, the reinforcing members 11 and 12 described above are obstacles other than the measurement target that should be detected from the viewpoint of the sensor.

このような障害物がセンサの検出エリア内に存在すると、上記従来知られた超音波センサではその基本動作原理上、測定対象物Wではなく補強部材11或いは12を誤って検出するケースが発生し得、本来検出すべき測定対象物までの間隔或いは距離を安定して検出することが出来ないという問題があった。さらに障害物の影響が強まると、本来検出すべき測定対象物が検出できず、測定対象物までの間隔或いは距離が検出出来なくなるという問題もあった。   When such an obstacle is present in the detection area of the sensor, there is a case where the conventional ultrasonic sensor detects the reinforcing member 11 or 12 in error instead of the measurement object W due to the basic operation principle. As a result, there is a problem that the distance or distance to the measurement object that should be detected cannot be detected stably. Further, when the influence of an obstacle is strengthened, there is a problem that a measurement object to be detected cannot be detected, and an interval or distance to the measurement object cannot be detected.

かかる問題点を踏まえて、これまでにも、
i)超音波の検出エリアを狭く絞って、障害物となる補強部材11或いは12を避ける手法や、
ii)予め補強部材11或いは12の位置をセンサの信号処理装置に記憶させておくことによって障害物の影響を回避する手法、
等が案出され、測定対象物までの間隔或いは距離を安定して検出すべくセンサの改良工夫が試みられているが、いずれも、十分な効果を果たし得るものではなかった。
特開2006−017329号公報
Based on this problem,
i) A method for avoiding the reinforcing member 11 or 12 that becomes an obstacle by narrowing down the ultrasonic detection area,
ii) a technique for avoiding the influence of an obstacle by storing the position of the reinforcing member 11 or 12 in advance in the signal processing device of the sensor;
Etc. have been devised and attempts have been made to improve the sensor in order to stably detect the distance or distance to the measurement object, but none of them has been able to achieve a sufficient effect.
JP 2006-017329 A

従って本発明は、本来検出すべき測定対象物以外の障害物の影響をより確実に避けることが出来ると共に、本来検出すべき測定対象物までの間隔或いは距離を安定して検出することが可能な、検出及び/又は測距性能に優れた超音波変位センサ装置を提供することを課題とする。   Therefore, according to the present invention, it is possible to more reliably avoid the influence of obstacles other than the measurement object to be originally detected, and to stably detect the interval or distance to the measurement object to be originally detected. An object of the present invention is to provide an ultrasonic displacement sensor device excellent in detection and / or ranging performance.

上記課題を解決すべく種々検討を行った結果、本願発明者は、以下の構成を備えた超音波変位センサ装置とすることにより上記課題を解決可能なことを見い出し、本発明を完成した。   As a result of various studies to solve the above problems, the present inventor has found that the above problems can be solved by using an ultrasonic displacement sensor device having the following configuration, and has completed the present invention.

すなわち、本願発明者は、障害物の影響を回避すべく従来より案出されていたセンサの改良工夫に係る上記i)、ii)等をはじめとする発想を転換し、
(a)旧知の超音波センサで採用されていた信号処理手法である投音後、超音波振動子に最初に返って来る反射音(或いはこれを電気信号に変換した反射信号)に基づいて、センサ本体から測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定するという手法を用いるのではなく、
(b)むしろ積極的に障害物となる補強部材を検出させ、その上で、
(c)時間軸上で見たときの検出範囲(例えば、周期的に送出される送信信号パルスに従って超音波信号が測定対象物に向けて投音される様なケースであればその一周期)内における最後尾或いは投音時点から見て最遠の反射信号を測定対象物からの反射信号と判定し、
(d)判定された当該測定対象物からの反射信号のみを必要な検出データとして扱い、これに基づいて投音時点から超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理を行う、
ことによって上記障害物の影響を確実にキャンセル出来ることを見い出し、本発明を完成した。
That is, the inventor of the present application changed the idea including i), ii) and the like related to the improvement of the sensor that has been conventionally devised to avoid the influence of the obstacle,
(A) Based on a reflected sound (or a reflected signal obtained by converting this into an electrical signal) first returned to the ultrasonic transducer after sound projection, which is a signal processing method employed in an old-known ultrasonic sensor, Instead of using a method of detecting or measuring the distance or distance from the sensor body to the measurement object,
(B) Rather, positively detect the reinforcing member that becomes an obstacle, and then,
(C) Detection range when viewed on the time axis (for example, in the case where the ultrasonic signal is emitted toward the measurement object in accordance with the transmission signal pulse periodically transmitted) The farthest reflected signal as seen from the end or sounding point in the inside is determined as the reflected signal from the measurement object,
(D) Only the reflected signal from the determined measurement object is handled as necessary detection data, and based on this, the time from when the sound is projected until when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer is detected. Through the process of detecting or measuring the distance or distance from the sensor body to the measurement object,
As a result, it was found that the influence of the obstacle can be canceled reliably, and the present invention has been completed.

上記課題を解決可能な本発明の超音波変位センサ装置は、(1)周期的に送出される送信信号パルスに従って超音波信号を測定対象物に向けて投音可能な送波機能と、前記超音波信号が前記測定対象物の表面で反射したことによって入ってきた反射音を電気−音響変換し、対応する電気信号たる反射信号として出力可能な受波機能とを備えた超音波振動子と、
前記超音波振動子から出力された前記反射信号を、適宜電気的に信号処理することが可能な信号処理装置とからなり、
前記投音時点から前記超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から前記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する超音波変位センサ装置であって、
前記信号処理装置は、
i)一周期内に発生した全ての前記反射信号を取り込んだ上で、その周期内最後尾の前記反射信号を抽出し、
ii)前記最後尾の前記反射信号を前記測定対象物からの前記反射信号と判定し、
iii)当該判定された前記最後尾の前記反射信号に基づいて、前記投音時点から前記超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出し、これにより、前記センサ本体から前記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する構成を備えたものである、ことを特徴とするものである。
The ultrasonic displacement sensor device of the present invention capable of solving the above-described problems includes: (1) a transmission function capable of projecting an ultrasonic signal toward a measurement object in accordance with a periodically transmitted transmission signal pulse; An ultrasonic transducer having a receiving function capable of performing electro-acoustic conversion on a reflected sound that is input when a sound wave signal is reflected from the surface of the measurement object and outputting the reflected sound as a corresponding electric signal;
The reflected signal output from the ultrasonic transducer comprises a signal processing device capable of appropriately performing electrical signal processing,
An ultrasonic displacement sensor device that detects or measures an interval or distance from a sensor main body to the measurement object by detecting a time from a sound projection time to a time when a reflected sound returns to the ultrasonic transducer. There,
The signal processing device includes:
i) After capturing all the reflected signals generated within one period, extract the last reflected signal within the period;
ii) determining the last reflected signal as the reflected signal from the measurement object;
iii) Based on the determined reflection signal at the tail end, the time from the sound projection time to the time when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer is detected, and thereby the sensor main body It has a configuration for detecting or measuring an interval or a distance to a measurement object.

本明細書において「音」とは、音響工学上の可聴帯域を越えるいわゆる超音波をも包含する広い概念として用いるものとする。   In this specification, “sound” is used as a broad concept including so-called ultrasonic waves exceeding the audible band in acoustic engineering.

なお、本来検出すべき測定対象物以外の障害物の影響を避ける機能については、Obstructor cancel機能と略称することもある。   Note that the function of avoiding the influence of obstacles other than the measurement target that should be detected may be abbreviated as an Obstructor cancel function.

本発明によれば、棒、桟或いは金網等、本来検出すべき測定対象物以外の障害物がセンサと測定対象物の間に存在している場合であっても、センサから見てこれら障害物を越えて対向側に位置する測定対象物までの間隔或いは距離を確実に検出或いは測定することが可能となる。
従って本発明によれば、本来検出すべき測定対象物以外の障害物の影響をより確実に避けることが出来ると共に、本来検出すべき測定対象物までの間隔或いは距離を安定して検出することが可能な、検出及び/又は測距性能に優れた超音波変位センサ装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, even if there are obstacles other than the measurement object to be detected, such as bars, bars, or wire meshes, between the sensor and the measurement object, these obstacles are viewed from the sensor. It is possible to reliably detect or measure the distance or distance to the measurement object located on the opposite side beyond the distance.
Therefore, according to the present invention, it is possible to more reliably avoid the influence of obstacles other than the measurement object that should be originally detected, and to stably detect the interval or distance to the measurement object that should be detected. It is possible to provide an ultrasonic displacement sensor device that is excellent in detection and / or ranging performance.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態につき説明する。図1はセンサ側で受信される種々の受信信号の典型的な並び、及びこれら各受信信号と送信信号パルスとの対応関係を時間軸上にあらわした一例を示す図、図2は測定対象物の上表面が第1の補強ロッドアセンブリと第2の補強ロッドアセンブリとの間のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される種々の受信信号の典型的な並びを時間軸上にあらわした図、図3は測定対象物の上表面が第1の補強ロッドアセンブリよりも更に上のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される受信信号の典型的な並びを時間軸上にあらわした図である。
また図5は本発明に係る超音波変位センサの一実施形態の構成を示すブロック図であり、図6及び図7は測距処理部において受信信号が信号処理されて行く流れを示すフローチャートである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a typical arrangement of various received signals received on the sensor side, and an example showing the correspondence between each received signal and a transmitted signal pulse on the time axis, and FIG. 2 shows an object to be measured. A diagram showing a typical arrangement of various received signals received on the sensor side on the time axis when the upper surface is at a level between the first reinforcing rod assembly and the second reinforcing rod assembly. FIG. 3 is a diagram showing a typical arrangement of received signals received on the sensor side on the time axis when the upper surface of the measurement object is at a level higher than the first reinforcing rod assembly. is there.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the ultrasonic displacement sensor according to the present invention, and FIGS. 6 and 7 are flowcharts showing a flow in which a received signal is subjected to signal processing in a distance measurement processing unit. .

[第一実施形態]
先ずはじめに、本発明に係る超音波変位センサ装置の第一実施形態につき順を追って説明する。
本実施形態では、本発明に係る超音波変位センサ装置を、従来知られた穀物乾燥装置の穀物レベル検知デバイスとして適用した場合を一例に挙げて説明を行う。
従って、超音波変位センサ装置を穀物乾燥装置に適用する際の大略的な設置態様、例えば測定対象物と超音波変位センサ装置との位置関係等については、図8に示された通りである。
[First embodiment]
First, the ultrasonic displacement sensor device according to the first embodiment of the present invention will be described in order.
In the present embodiment, a case where the ultrasonic displacement sensor device according to the present invention is applied as a grain level detection device of a conventionally known grain drying apparatus will be described as an example.
Therefore, the general installation mode when the ultrasonic displacement sensor device is applied to the grain drying device, for example, the positional relationship between the measurement object and the ultrasonic displacement sensor device is as shown in FIG.

なお、超音波センサは、旧知の通り、投音時点から超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定することを基本動作原理とするものである。
構成については図5に示される通り、i)送信信号パルスに従って超音波信号を測定対象物に向けて投音可能な送波機能と、上記超音波信号が上記測定対象物の表面で反射したことによって入ってきた反射音を電気−音響変換し、対応する電気信号として出力可能な受波機能とを備えた超音波振動子2と、ii)上記超音波振動子2から出力された受信信号を、適宜電気的に信号処理することが可能な信号処理装置3とからなっている。
Note that, as is well known, the ultrasonic sensor detects the interval or distance from the sensor body to the measurement object by detecting the time from when the sound is projected until when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer. Measuring is the basic principle of operation.
As for the configuration, as shown in FIG. 5, i) a transmission function capable of projecting an ultrasonic signal toward a measurement object according to a transmission signal pulse, and that the ultrasonic signal is reflected by the surface of the measurement object An ultrasonic transducer 2 having a wave receiving function capable of electro-acoustic converting the reflected sound that enters and outputting as a corresponding electrical signal; and ii) a received signal output from the ultrasonic transducer 2 And a signal processing device 3 capable of appropriately performing electrical signal processing.

[構成]
図5及び図8に基づいて本実施形態の構成につき説明すると、本実施形態では、測定対象物Wは貯留槽A内に堆積している穀物(米、大豆類等)となる。また、穀物乾燥装置100の貯留槽A中における穀物レベル(高さ)に相当する測定対象物Wの上表面Fは、本実施形態では貯留槽A内に堆積している穀物等の堆積面となる。
[Constitution]
The configuration of the present embodiment will be described based on FIGS. 5 and 8. In the present embodiment, the measurement target W is grains (rice, soybeans, etc.) accumulated in the storage tank A. In addition, the upper surface F of the measurement object W corresponding to the grain level (height) in the storage tank A of the grain drying apparatus 100 is a deposition surface of grains or the like accumulated in the storage tank A in this embodiment. Become.

ここで、穀物乾燥装置100の貯留槽Aの内壁面の一部には、堆積物の重量によって貯留槽A自体が膨張或いは変形したりするのを防止すべく、複数の補強部材が設けられている。図8に示す例では、補強部材として、貯留槽Aの内壁間に固定された補強棒を組み合わせてなる第1の補強ロッドアセンブリ11及び第2の補強ロッドアセンブリ12が設けられている。   Here, a part of the inner wall surface of the storage tank A of the grain drying apparatus 100 is provided with a plurality of reinforcing members in order to prevent the storage tank A itself from expanding or deforming due to the weight of the deposit. Yes. In the example shown in FIG. 8, a first reinforcing rod assembly 11 and a second reinforcing rod assembly 12 that are formed by combining reinforcing bars fixed between inner walls of the storage tank A are provided as reinforcing members.

第1の補強ロッドアセンブリ11及び第2の補強ロッドアセンブリ12は、それぞれ一端及び他端が貯留槽Aの内壁面に固定された複数の補強棒を井桁状に組み、互いに交叉する補強棒同士を結節して構成した組立体である。   The first reinforcing rod assembly 11 and the second reinforcing rod assembly 12 are composed of a plurality of reinforcing rods each having one end and the other end fixed to the inner wall surface of the storage tank A in a cross-beam shape, and the reinforcing rods crossing each other. It is an assembly constructed by knotting.

その他、超音波変位センサ装置1の設置態様を除いた穀物乾燥装置100自体の更なる詳細な構成や操作法その他については既に旧知のものであり、それらの説明に関しては特許文献1その他の公知文献に譲る。   In addition, the further detailed configuration, operation method, and the like of the grain drying apparatus 100 itself excluding the installation mode of the ultrasonic displacement sensor apparatus 1 are already known, and the description thereof is described in Patent Document 1 and other known documents. To give.

超音波振動子2は電気−音響変換素子からなるものであり、測定対象物Wに向けて超音波信号を投音する送波器として機能するほか、測定対象物Wからの反射音を受けてこれを電気−音響変換し、上記反射音に相当する電気信号たる反射信号を信号処理装置3へと出力し得る受波器(レシーバ)として機能する。   The ultrasonic transducer 2 is composed of an electro-acoustic conversion element and functions as a transmitter for projecting an ultrasonic signal toward the measurement target W, and receives a reflected sound from the measurement target W. It functions as a receiver (receiver) that can perform electro-acoustic conversion and output a reflected signal, which is an electrical signal corresponding to the reflected sound, to the signal processing device 3.

信号処理装置3は、超音波振動子2からの出力信号を適宜処理し、投音時点から超音波振動子2に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する。
なお、図8に示す穀物乾燥装置100においては、本実施形態に係る超音波変位センサ装置1によるセンサ本体から測定対象物Wの上表面Fまでの距離の測定結果を利用することで、穀物レベルの検知を行うことが可能となっている。
The signal processing device 3 appropriately processes the output signal from the ultrasonic transducer 2 and measures from the sensor body by detecting the time from when the sound is projected until when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer 2. The interval or distance to the object W is detected or measured.
In the grain drying apparatus 100 shown in FIG. 8, the grain level is obtained by using the measurement result of the distance from the sensor main body to the upper surface F of the measurement object W by the ultrasonic displacement sensor apparatus 1 according to the present embodiment. Can be detected.

信号処理装置3では通常、超音波振動子2からの出力信号を受け、信号のi)波高値(主として電圧レベルを指す)、ii)幅(いわゆる信号の継続時間を指す)、iii)波形の立ち上がり及び立ち下がり、等から、超音波信号が測定対象物Wの表面で反射したことによって超音波振動子2が受けた反射音に相当する電気信号たる反射信号を認識する。その際、本実施形態では信号処理装置3に備わる波形整形部32を利用している(図5参照)。ここで、本実施形態では、波形整形部32はコンパレータからなっている。   The signal processing device 3 normally receives an output signal from the ultrasonic transducer 2, and i) a peak value (mainly indicating a voltage level), ii) a width (which indicates a so-called signal duration), and iii) a waveform of the signal. From the rise and fall, etc., the reflected signal, which is an electrical signal corresponding to the reflected sound received by the ultrasonic transducer 2 when the ultrasonic signal is reflected by the surface of the measurement object W, is recognized. At this time, in this embodiment, the waveform shaping unit 32 provided in the signal processing device 3 is used (see FIG. 5). Here, in the present embodiment, the waveform shaping unit 32 includes a comparator.

信号処理装置3の構成につき、図5を参照しつつより詳細に説明すると、信号処理装置3は、増幅回路31と、波形整形部32と、測距処理部Dと、出力回路36とを備えている。これらは順に接続されており、超音波振動子2からの出力信号を適宜処理して最終的に穀物レベルの検知を行うことが可能となっている。   The configuration of the signal processing device 3 will be described in more detail with reference to FIG. 5. The signal processing device 3 includes an amplifier circuit 31, a waveform shaping unit 32, a distance measurement processing unit D, and an output circuit 36. ing. These are connected in order, and the output signal from the ultrasonic transducer 2 can be appropriately processed to finally detect the grain level.

また本実施形態では、測距処理部Dは、データ取込処理部33と、時間計測処理部34と、データ判定・抽出処理部35とを備えている。これらは順に接続されており、コンパレータよりなる波形整形部32から出力される反射信号を適宜処理して最終的にセンサ本体から測定対象物Wの上表面Fまでの距離の測定結果を求めることが可能となっている。
本実施形態では、測距処理部Dはワンチップマイコンからなっており、測距処理部Dに包含される各処理部33〜35は、該ワンチップマイコン内に格納されている。
測距処理部Dで行われる信号処理に関しては、別途後段にて詳述する。
In the present embodiment, the distance measurement processing unit D includes a data capture processing unit 33, a time measurement processing unit 34, and a data determination / extraction processing unit 35. These are connected in order, and the reflected signal output from the waveform shaping unit 32 made of a comparator is appropriately processed to finally obtain the measurement result of the distance from the sensor body to the upper surface F of the measurement object W. It is possible.
In the present embodiment, the distance measurement processing unit D includes a one-chip microcomputer, and the processing units 33 to 35 included in the distance measurement processing unit D are stored in the one-chip microcomputer.
The signal processing performed by the distance measurement processing unit D will be described in detail later.

増幅回路31及び波形整形部32は、超音波振動子2から出力された受信信号を測距処理部Dが出来るだけ信号処理しやすい様にすべく、超音波振動子2から出力された受信信号の前処理すなわち増幅及び波形整形を行ってパルス状の反射信号とする処理を行う。   The amplification circuit 31 and the waveform shaping unit 32 receive the signal output from the ultrasonic transducer 2 so that the distance measurement processing unit D can process the received signal output from the ultrasonic transducer 2 as easily as possible. In other words, the preprocessing, i.e., amplification and waveform shaping are performed to obtain a pulsed reflected signal.

出力回路36は、測距処理部Dより出力される、センサ本体から測定対象物の上表面までの距離の測定結果を利用することで、穀物レベル(高さ或いは量)を求める処理を行い、その結果を外部へ出力する。   The output circuit 36 performs processing for obtaining a grain level (height or amount) by using the measurement result of the distance from the sensor main body to the upper surface of the measurement object, which is output from the distance measurement processing unit D, The result is output to the outside.

[動作]
次に、本実施形態に係る超音波変位センサ装置1の動作につき、信号処理装置3に受信された反射信号が処理されて行く一連の流れを説明するために必要な各図(図1〜3に係る信号波形図、図5に示すブロック図、図6及び図7に示すフローチャート)を参照しつつ説明する。
[Operation]
Next, with respect to the operation of the ultrasonic displacement sensor device 1 according to the present embodiment, each diagram (FIGS. 1 to 3) necessary for explaining a series of flows in which the reflected signal received by the signal processing device 3 is processed. The signal waveform diagram according to FIG. 5, the block diagram shown in FIG. 5, and the flowcharts shown in FIGS.

図1は、センサ側で受信される種々の受信信号の典型的な並び、及びこれら各受信信号と送信信号パルスとの対応関係を時間軸上にあらわした一例である。図1(a)は送信信号パルスを時間軸上に示した図、図1(b)はセンサ側で受信される受信信号を時間軸上に示した図、そして図1(c)は図1(b)の一部拡大図であり、一周期中においてセンサ側で受信される受信信号を拡大して示す図である。
ここで、図1は穀物乾燥装置に超音波変位センサ装置を適用した場合の設置態様及び超音波変位センサ装置による測定対象物の測距原理について示す図8と対応している。
すなわち図1は、図8に示されているのと同様に、測定対象物の上表面が第1の補強ロッドアセンブリ及び第2の補強ロッドアセンブリよりも下のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される種々の受信信号と送信信号パルスとの対応関係をあらわしている。
なお、簡単のため、以下の図1〜図3に関する説明では、図1〜図3に示された波形整形前の信号を反射信号と扱って説明を行う。また図1〜図3では、縦軸は電圧レベルに相当し、横軸は時間軸となっている。
FIG. 1 is an example of a typical arrangement of various received signals received on the sensor side and a correspondence relationship between each received signal and a transmitted signal pulse on a time axis. 1A shows a transmission signal pulse on the time axis, FIG. 1B shows a reception signal received on the sensor side on the time axis, and FIG. 1C shows FIG. It is a partial enlarged view of (b), and is a figure which expands and shows the received signal received by the sensor side in one cycle.
Here, FIG. 1 corresponds to FIG. 8 showing the installation mode when the ultrasonic displacement sensor device is applied to the grain drying device and the distance measurement principle of the measurement object by the ultrasonic displacement sensor device.
That is, FIG. 1 shows the sensor side when the upper surface of the measurement object is at a level below the first reinforcing rod assembly and the second reinforcing rod assembly, as shown in FIG. The correspondence relationship between various received signals received and transmission signal pulses is shown.
For the sake of simplicity, in the following description regarding FIGS. 1 to 3, the signal before waveform shaping shown in FIGS. 1 to 3 is treated as a reflected signal. 1 to 3, the vertical axis corresponds to the voltage level, and the horizontal axis represents the time axis.

図2は、測定対象物Wの上表面Fが第1の補強ロッドアセンブリ11と第2の補強ロッドアセンブリ12との間のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される種々の受信信号の典型的な並びを時間軸上にあらわしたものである。
図2においてR12’は、第2の補強ロッドアセンブリ12のレベルが測定対象物Wの上表面Fよりも下にあるが故にセンサ側に受信されることの無い、第2の補強ロッドアセンブリ12からの反射音に相当する受信信号の態様を仮想的に表現したものである。
FIG. 2 shows typical examples of various received signals received on the sensor side when the upper surface F of the measurement object W is at a level between the first reinforcing rod assembly 11 and the second reinforcing rod assembly 12. This is a time series.
In FIG. 2, R 12 ′ is from the second reinforcing rod assembly 12 that is not received by the sensor side because the level of the second reinforcing rod assembly 12 is below the upper surface F of the measurement object W. This is a virtual representation of the form of the received signal corresponding to the reflected sound.

図3は、測定対象物Wの上表面Fが第1の補強ロッドアセンブリ11よりも更に上のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される受信信号の典型的な並びを時間軸上にあらわしたものである。
図3においてR11’は、第1の補強ロッドアセンブリ11のレベルが測定対象物Wの上表面Fよりも下にあるが故にセンサ側に受信されることの無い、第1の補強ロッドアセンブリ11からの反射音に相当する受信信号の態様を仮想的に表現したものである。なおR12’については図2に関連して説明した通りである。
FIG. 3 shows a typical arrangement of received signals received on the sensor side on the time axis when the upper surface F of the measurement object W is at a level higher than the first reinforcing rod assembly 11. It is a thing.
In FIG. 3, R 11 ′ is from the first reinforcing rod assembly 11 that is not received by the sensor side because the level of the first reinforcing rod assembly 11 is below the upper surface F of the measurement object W. This is a virtual representation of the form of the received signal corresponding to the reflected sound. R12 ′ is as described in relation to FIG.

本実施形態に係る超音波変位センサ装置1では、
i)一周期Tc内に発生した全ての反射信号R11、R12、RWを取り込んだ上で、その周期Tc内最後尾の反射信号RWを抽出し、
ii)上記最後尾の反射信号RWを測定対象物Wからの反射信号と判定し、
iii)当該判定された上記最後尾の反射信号RWに基づいて、投音時点から超音波振動子2に反射音が返って来る時点までの時間を検出し、これにより、センサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する構成となっている。
なお、一周期Tc内最後尾の反射信号RWを抽出することが出来る具体的な一構成例については、図6或いは図7に示されたフローチャートを参照しつつ、別途後段にて詳述する。
In the ultrasonic displacement sensor device 1 according to the present embodiment,
i) After taking in all the reflected signals R11, R12, RW generated within one period Tc, the last reflected signal RW within the period Tc is extracted;
ii) Determine the last reflected signal RW as a reflected signal from the measurement object W;
iii) Based on the determined last reflected signal RW, the time from the time of sound projection to the time when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer 2 is detected, whereby the measurement object from the sensor body is detected. It is configured to detect or measure an interval or distance up to W.
A specific configuration example that can extract the last reflected signal RW within one cycle Tc will be described later in detail with reference to the flowchart shown in FIG. 6 or FIG.

まずはじめに、図1を参照しつつ、本実施形態に係る超音波変位センサ装置1の動作について説明する。
図1(a)、(b)を参考に、センサ側で受信される受信信号と送信信号パルスとの時間軸上における対応関係について見てみると、本実施形態では、投音周期一周期ごとに送信信号パルスts1、ts2・・・tsnが超音波振動子2より送出される。
受信信号について見ると、本実施形態では、投音周期一周期ごとに第1の補強ロッドアセンブリ11からの反射信号R11、第2の補強ロッドアセンブリ12からの反射信号R12、及び測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWが受信されることとなる。
なお、投音時点と略同時に信号Rtsが受信されている様子が図1(b)に示されているが、この受信信号Rtsは投音時に生じる残響に対応するものである。別途後段で図6或いは図7を用いて説明する、一周期Tc内最後尾の反射信号RWを抽出することが出来る具体的な一構成例においては、投音時点と略同時に受信される信号Rtsは特に考慮の対象から除外されている。
First, the operation of the ultrasonic displacement sensor device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
With reference to FIGS. 1A and 1B, when looking at the correspondence on the time axis between the received signal and the transmitted signal pulse received on the sensor side, in the present embodiment, every sound projection cycle The transmission signal pulses ts1, ts2,... Tsn are transmitted from the ultrasonic transducer 2.
Looking at the received signal, in the present embodiment, the reflected signal R11 from the first reinforcing rod assembly 11, the reflected signal R12 from the second reinforcing rod assembly 12, and the measurement object W are measured every sounding cycle. The reflected signal RW from the upper surface F is received.
FIG. 1B shows that the signal Rts is received almost simultaneously with the time of sound projection. This received signal Rts corresponds to the reverberation that occurs during sound projection. In a specific example of the configuration in which the last reflected signal RW within one cycle Tc, which will be described later with reference to FIG. 6 or FIG. 7, can be extracted, the signal Rts received almost simultaneously with the time of sound projection. Are specifically excluded from consideration.

図1(c)を参考に、受信信号についてより詳しく見てみると、一周期Tcにおいて、投音時点から第1の補強ロッドアセンブリ11からの反射信号R11を受信するまでの時間はT1、投音時点から第2の補強ロッドアセンブリ12からの反射信号R12を受信するまでの時間はT2、そして投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間はT3とされる。   Referring to FIG. 1 (c), when the received signal is examined in more detail, in one cycle Tc, the time from receiving the reflected signal R11 from the first reinforcing rod assembly 11 to receiving the reflected signal R11 is T1. The time from when the sound is received until the reflected signal R12 from the second reinforcing rod assembly 12 is received is T2, and the time from when the sound is projected until the reflected signal RW from the upper surface F of the measurement object W is received is T3. It is said.

本実施形態では、i)一周期Tc内における投音時点から見て最遠すなわち最後尾の反射信号を測定対象物Wからの反射信号(RW)と判定し、ii)判定された当該測定対象物Wからの反射信号RWのみを必要な検出データとして扱い、これに基づいて投音時点から超音波振動子2に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理を行う構成となっている。   In the present embodiment, i) the farthest reflection signal, that is, the last reflected signal from the time of sound projection within one cycle Tc, is determined as the reflected signal (RW) from the measurement object W, and ii) the determined measurement object Only the reflected signal RW from the object W is treated as necessary detection data, and based on this, the time from the sound projection time to the time when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer 2 is detected and measured from the sensor body. It is configured to perform processing for detecting or measuring an interval or distance to the object.

従って図1に示す例では、i)一周期Tc内における投音時点から見て最遠の反射信号は、センサ本体から見て第1の補強ロッドアセンブリ11及び第2の補強ロッドアセンブリ12を越えた奥の方にある測定対象物Wからの反射信号RWとなり、ii)投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間T3が、必要な検出データ(=時間Tx)として取り扱われることとなる。そして、本実施形態ではこの時間Txの値を用いることにより、センサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理を行う。
なお、図8に示す穀物乾燥装置100においては、本実施形態に係る超音波変位センサ装置1によるセンサ本体から測定対象物Wの上表面Fまでの距離の測定結果を利用することで、穀物レベルの検知を行うことが可能となっている。
Accordingly, in the example shown in FIG. 1, i) the farthest reflected signal as viewed from the time of sound projection within one period Tc exceeds the first reinforcing rod assembly 11 and the second reinforcing rod assembly 12 as viewed from the sensor body. The reflection signal RW from the measurement object W in the back is ii) Time T3 from when the sound is projected until the reflection signal RW from the upper surface F of the measurement object W is received is necessary detection data ( = Time Tx). And in this embodiment, the process of detecting or measuring the space | interval or distance from a sensor main body to the measuring object W is performed by using the value of this time Tx.
In the grain drying apparatus 100 shown in FIG. 8, the grain level is obtained by using the measurement result of the distance from the sensor main body to the upper surface F of the measurement object W by the ultrasonic displacement sensor apparatus 1 according to the present embodiment. Can be detected.

また、図2に示す例の受信信号について詳しく見てみると、i)一周期Tc内における投音時点から見て最遠の反射信号は、センサ本体から見て上表面Fが第1の補強ロッドアセンブリ11と第2の補強ロッドアセンブリ12との間のレベルにある測定対象物Wからの反射信号RWとなり、ii)投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間T2が、必要な検出データ(=時間Tx)として取り扱われることとなる。そして図2に示す場合では、この時間Txの値(=T2)を用いることにより、センサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理を行う。   When the received signal in the example shown in FIG. 2 is examined in detail, i) the farthest reflected signal from the point of time of sound projection within one period Tc is the first reinforcement on the upper surface F viewed from the sensor body. The reflection signal RW from the measurement object W is at a level between the rod assembly 11 and the second reinforcing rod assembly 12, and ii) the reflection signal RW from the upper surface F of the measurement object W is received from the time of sound projection. The time T2 until this is handled as the necessary detection data (= time Tx). In the case shown in FIG. 2, the time Tx value (= T2) is used to detect or measure the distance or distance from the sensor body to the measurement object W.

さらに、図3に示す例の受信信号について詳しく見てみると、図3では測定対象物Wの上表面Fが第1の補強ロッドアセンブリ11よりも更に上のレベルにあることから、i)一周期Tc内における投音時点から見て最遠の反射信号は、反射面となる上表面Fがセンサ本体から見て第1の補強ロッドアセンブリ11及び第2の補強ロッドアセンブリ12よりも近いレベルにある測定対象物Wからの反射信号RWとなり、ii)投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間T1が、必要な検出データ(=時間Tx)として取り扱われることとなる。そして図3に示す場合ではこの時間Txの値(=T1)を用いることにより、センサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理を行う。   Further, when the received signal of the example shown in FIG. 3 is examined in detail, since the upper surface F of the measurement object W is at a level higher than the first reinforcing rod assembly 11 in FIG. The farthest reflected signal viewed from the time of sound projection within the period Tc is such that the upper surface F serving as the reflective surface is closer to the level than the first reinforcing rod assembly 11 and the second reinforcing rod assembly 12 when viewed from the sensor body. A reflection signal RW from a certain measurement object W is obtained, and ii) a time T1 from when the sound is projected until the reflection signal RW from the upper surface F of the measurement object W is received is necessary detection data (= time Tx). Will be handled. In the case shown in FIG. 3, the time Tx value (= T1) is used to detect or measure the distance or distance from the sensor body to the measurement object W.

[最後尾データを抽出することが出来る具体的な処理フローの一例について]
引き続き、図6及び7に基づき、上記した最後尾データを抽出することが出来る具体的な処理フローの一例について説明する。
図6は測距処理部Dにおいて受信信号が信号処理されて行く流れを大まかに示すフローチャートの一例であり、図7はデータ判定・抽出処理部35における最後尾データ抽出に係る処理フローの一例を説明する図である。図6及び7は先に説明した図5に係るブロック図に対応しており、以下では図5も参照しつつ説明を行う。
なお、図6に示される判定フローは、一周期を単位とする、即ち一周期Tcで一巡りするものである。
[Example of specific processing flow that can extract tail data]
Next, an example of a specific processing flow capable of extracting the above-mentioned tail data will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is an example of a flowchart roughly showing a flow of processing a received signal in the distance measurement processing unit D, and FIG. 7 is an example of a processing flow relating to the last data extraction in the data determination / extraction processing unit 35. It is a figure explaining. 6 and 7 correspond to the block diagram related to FIG. 5 described above, and will be described below with reference to FIG.
Note that the determination flow shown in FIG. 6 has one cycle as a unit, that is, makes a round in one cycle Tc.

また以下の説明は、貯留槽A内における測定対象物Wの堆積レベルが図1及び図8に示す程度となっていることを前提として行うものとする。貯留槽A内における測定対象物Wの堆積レベルが図2或いは図3に示す程度となっている場合であっても、以下の説明と変わらぬ要領で処理フローが実行されることは言うまでもない。   Further, the following description is made on the assumption that the accumulation level of the measurement object W in the storage tank A is as shown in FIGS. 1 and 8. Needless to say, even if the accumulation level of the measurement object W in the storage tank A is as shown in FIG. 2 or FIG.

[ステップ1(前処理:S1)]
投音後、超音波振動子2から出力された受信信号の増幅及び波形整形の各処理段階については、図6に示すフローチャートにおいては反射信号の最後尾判定を行うに際しての前処理段階に当たるものとして一括りに取り扱われる。
したがって、超音波振動子2から出力された受信信号の増幅及び波形整形を行ってパルス状の反射信号とする処理を行う図5の増幅回路31及び波形整形部32は、この前処理の段階に含まれるものと考えて良い。
[Step 1 (preprocessing: S1)]
Each processing stage of amplification and waveform shaping of the received signal output from the ultrasonic transducer 2 after the sound projection corresponds to a preprocessing stage in performing the final determination of the reflected signal in the flowchart shown in FIG. Handled in bulk.
Therefore, the amplification circuit 31 and the waveform shaping unit 32 in FIG. 5 that perform the process of amplifying the received signal output from the ultrasonic transducer 2 and shaping the waveform to obtain a pulsed reflected signal are in the preprocessing stage. You can think of it as being included.

[ステップ2(データ取込処理:S2)]
本ステップに係る信号処理は、図5の測距処理部Dに包含されるデータ取込処理部33にて行われる。
このステップでは、一周期Tcの期間が終了するまでの間ずっと、反射信号の受信があったか否かを監視しており、反射信号の受信があったと判定したときには、その反射信号のデータを取り込む処理を行っている。
[Step 2 (data capture processing: S2)]
The signal processing according to this step is performed by the data capture processing unit 33 included in the distance measurement processing unit D in FIG.
In this step, whether or not a reflected signal has been received is monitored throughout the period of one cycle Tc. When it is determined that a reflected signal has been received, processing for capturing the reflected signal data is performed. It is carried out.

本実施形態では、取り込む反射信号のデータは投音時点から各反射信号を受信するまでの時間に係る時間データであり、図1(c)に示したように例えば、
i)第1の補強ロッドアセンブリ11からの反射信号R11を受信したと判定したときには、data[1]として時間T1の値を取り込む処理を行い、
ii)第2の補強ロッドアセンブリ12からの反射信号R12を受信したと判定したときには、data[2]として時間T2の値を取り込む処理を行い、
iii)測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信したと判定したときには、data[3]として時間T3の値を取り込む処理を行う。
In the present embodiment, the reflected signal data to be captured is time data related to the time from when the sound is projected until each reflected signal is received. As shown in FIG.
i) When it is determined that the reflected signal R11 from the first reinforcing rod assembly 11 has been received, a process of taking in the value of time T1 as data [1] is performed,
ii) When it is determined that the reflection signal R12 from the second reinforcing rod assembly 12 has been received, a process of taking in the value of time T2 as data [2] is performed,
iii) When it is determined that the reflection signal RW from the upper surface F of the measurement object W has been received, a process of taking in the value of the time T3 as data [3] is performed.

本ステップにおける最初の判定ブロックとなる「測定時間が終了したか否か」を判定する判定ブロックには、予め一周期の時間Tcの値が格納されており、上記反射信号の取り込み処理が済んで時間Tcが経過した際には、次のステップへ進む処理が行われる。   The determination block for determining whether or not the measurement time has ended, which is the first determination block in this step, stores the value of the time Tc in one cycle in advance, and the reflection signal capturing process has been completed. When the time Tc has elapsed, a process of proceeding to the next step is performed.

本ステップでは、次に説明する数値“i”が最終値に到達するまで、時間データT1、T2・・・Tiがdata[1]、data[2]・・・data[i]として取り込まれる。
ここで、“i”は反射信号の最後尾判定を行う対象となる反射信号データの数に対応して1から始まるものであって、反射信号の最後尾判定を行う対象となる反射信号データを格納可能な最大数の値を最終値とするものである。なお、iの最終値となる反射信号の最後尾判定を行う対象となる反射信号データを格納可能な最大数の値は、実際に本発明を実施するに際して任意に決定することが出来る。
In this step, time data T1, T2,... Ti are captured as data [1], data [2]... Data [i] until a numerical value “i” described next reaches a final value.
Here, “i” starts from 1 in correspondence with the number of reflection signal data to be subjected to the determination of the tail of the reflection signal, and the reflection signal data to be subjected to the determination of the tail of the reflection signal. The maximum number of values that can be stored is the final value. It should be noted that the maximum number of values that can store the reflected signal data to be subjected to the final determination of the reflected signal that is the final value of i can be arbitrarily determined when actually carrying out the present invention.

貯留槽A内における測定対象物Wの堆積レベルが図1及び図8に示す程度としたときの本実施形態では、iの最終値を例えば8とした場合、i=3まではdata[1]、data[2]・・・data[i]に実際の時間データが格納されている。一方、物理的にセンサ本体から見て測定対象物Wの上表面Fよりも遠い側(図1の時間軸で説明すれば、最後尾の反射信号RWよりも時間的に進んだ側の領域)には超音波は到達せず、当然対応する反射音或いは反射信号も発生し得ないことから、本実施形態ではi=4〜8にはdata[4]、data[5]・・・data[8]として“0”が便宜上格納される。   In this embodiment when the accumulation level of the measuring object W in the storage tank A is set to the extent shown in FIGS. 1 and 8, when the final value of i is 8, for example, data [1] until i = 3. , Data [2]... Data [i] store actual time data. On the other hand, the side that is physically farther from the upper surface F of the measurement object W when viewed from the sensor body (if the time axis in FIG. 1 describes, the region that is temporally advanced from the last reflected signal RW). In this embodiment, data [4], data [5]... Data [] are used when i = 4 to 8. 8] is stored for convenience.

なお、図2に示す例ではi=3以降について、data[3]、data[4]・・・data[8]として“0”が便宜上格納される。図3に示す例ではi=2以降について、data[2]、data[3]・・・data[8]として“0”が便宜上格納される。   In the example shown in FIG. 2, “0” is stored for convenience as data [3], data [4]... Data [8] after i = 3. In the example shown in FIG. 3, “0” is stored for convenience as data [2], data [3]... Data [8] after i = 2.

[ステップ3(時間計測処理:S3)]
本ステップに係る信号処理は、図5の測距処理部Dに包含される時間計測処理部34にて行われる。
本ステップでは、ステップS2で取り込まれたデータdata[1]、data[2]・・・data[i]の値を、改めて投音時点から各反射信号を受信するまでの時間T1、T2・・・Tiに係る時間データであるとして、それぞれの時間を計測する処理を行う。
[Step 3 (time measurement process: S3)]
The signal processing according to this step is performed by the time measurement processing unit 34 included in the distance measurement processing unit D of FIG.
In this step, the values of the data data [1], data [2]... Data [i] fetched in step S2 are changed to times T1, T2,. A process of measuring each time is performed on the assumption that the time data is related to Ti.

[ステップ4(データ判定・抽出処理:S4)]
本ステップに係る信号処理は、図5の測距処理部Dに包含されるデータ判定・抽出処理部35にて行われる。
本ステップでは、ステップS2で取り込まれたデータdata[1]、data[2]・・・data[i]を基に、反射信号の最後尾判定、及び最後尾と判定された反射信号データの抽出処理が行われる。
[Step 4 (data determination / extraction process: S4)]
The signal processing according to this step is performed by the data determination / extraction processing unit 35 included in the distance measurement processing unit D of FIG.
In this step, based on the data data [1], data [2]... Data [i] fetched in step S2, the tail of the reflected signal is determined, and the reflected signal data determined as the tail is extracted. Processing is performed.

次に、本ステップにおける最後尾データ抽出に係る処理フローの一例を図7に基づき説明する。
図7に示される本ステップの最後尾判定ループでは、
i)ステップS2で取り込まれたデータdata[1]、data[2]・・・data[i]の値が“0”であるか否かを判定した結果に基づいて、
ii)“0”でないものについてはdata[1]、data[2]・・・data[i]の値を強制的に“0”に置換する処理を順次行ってゆき、
iii)その結果、取り込まれたデータdata[1]、data[2]・・・data[i]の中で“0”でない値を持つものとして最終的に残った唯一つのデータを、最後尾データと判定してその値(時間値)を最後尾データとして抽出する処理を行っている。
抽出された最後尾データは、投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間に相当する、必要な検出データ(=時間Tx)として取り扱われる。
Next, an example of a processing flow related to the tail data extraction in this step will be described with reference to FIG.
In the final determination loop of this step shown in FIG.
i) Based on the result of determining whether or not the value of the data data [1], data [2]... data [i] fetched in step S2 is “0”,
ii) For those that are not “0”, the process of forcibly replacing the values of data [1], data [2]... data [i] with “0” is sequentially performed.
iii) As a result, the only data finally remaining as data having a value other than “0” in the captured data data [1], data [2]. And the value (time value) is extracted as the last data.
The extracted tail data is handled as necessary detection data (= time Tx) corresponding to the time from when the sound is projected until the reflection signal RW from the upper surface F of the measurement object W is received.

具体的には、この最後尾判定ループでは、2つのデータを順次関連させて処理するように構成されており、先にdata[i+1]が“0”であるか否かを判定した上で、
i)“0”であれば(図7の判定ブロックでは、右向きの“No”にあてはまる)、そのdata[i]については何等処理がなされずに済む一方、
ii)“0”でない場合(図7の判定ブロックでは、下向きの“Yes”にあてはまる)には、そのdata[i+1]より1つ前のデータdata[i]について、その値を強制的に“0”に置換する処理が行われる。
Specifically, this tail determination loop is configured to process two data in association sequentially, and after determining whether data [i + 1] is “0”,
i) If it is “0” (in the determination block of FIG. 7, it applies to “No” pointing to the right), no processing is performed on the data [i].
ii) If it is not “0” (in the judgment block of FIG. 7, this is true for “Yes” pointing downward), the value of data [i] immediately before that data [i + 1] is forcibly set to “ A process of replacing with 0 ″ is performed.

このループを順次繰り返し、[i−1]回(その理由は後述する)の繰り返しが終了した時点では、最終的に唯1つのデータが“0”でない値を持つものとして残ることとなり、残ったこの“0”でない値を持つデータが、最後尾データと判定されその値(時間値)が最後尾データとして抽出される。   This loop is repeated sequentially, and at the point when [i-1] iterations (the reason will be described later) is completed, only one data finally remains as having a value other than “0”. Data having a value other than “0” is determined as the last data, and the value (time value) is extracted as the last data.

一例を挙げてこの最後尾判定ループにつき更に説明すると、貯留槽A内における測定対象物Wの堆積レベルが図1及び図8に示す程度とし、iの最終値を8としたとき、この最後尾判定ループで行われる具体的処理は次のようなものとなる。   This tail determination loop will be further explained with an example. When the accumulation level of the measurement object W in the storage tank A is as shown in FIGS. 1 and 8 and the final value of i is 8, Specific processing performed in the determination loop is as follows.

まず、この最後尾判定ループでは、2つのデータを順次関連させて処理するよう構成されているが、iの最終値を8としたとき、その処理形態は次の通りとなる。   First, in this last determination loop, two data are sequentially related and processed. When the final value of i is 8, the processing form is as follows.

[ループ回数と、順次関連させて処理する2つのデータについて]
ループ回数: 順次関連させて処理する2つのデータ
(data[i]、data[i+1])
・ 1 : data[1]、data[2]
・ 2 : data[2]、data[3]
・ 3 : data[3]、data[4]
・ 4 : data[4]、data[5]
・ 5 : data[5]、data[6]
・ 6 : data[6]、data[7]
・ 7 : data[7]、data[8]
以上からも明らかな通り、2つのデータを順次関連させて処理することから、ループ回数はi−1回となる。
[Two numbers of data to be processed in relation to the number of loops in sequence]
Number of loops: 2 data to be processed in sequence
(Data [i], data [i + 1])
1: data [1], data [2]
2: data [2], data [3]
・ 3: data [3], data [4]
・ 4: data [4], data [5]
5: data [5], data [6]
6: data [6], data [7]
7: data [7], data [8]
As is clear from the above, since the two data are sequentially related and processed, the number of loops is i−1.

[処理前のデータと処理後のデータの変化について]
データ(data[i]) : 処理前のデータ値 : 処理後のデータ値
・ data[1] : 1000 : 0
・ data[2] : 2000 : 0
・ data[3] : 3000 : 3000
・ data[4] : 0 : 0
・ data[5] : 0 : 0
・ data[6] : 0 : 0
・ data[7] : 0 : 0
・ data[8] : 0 : 0
[Changes in data before and after processing]
Data (data [i]): Data value before processing: Data value after processing data [1]: 1000: 0
Data [2]: 2000: 0
Data [3]: 3000: 3000
Data [4]: 0: 0
Data [5]: 0: 0
Data [6]: 0: 0
Data [7]: 0: 0
Data [8]: 0: 0

なおここで、data[1]、data[2]、data[3]の値1000、2000、3000は、投音時点から反射信号を受信するまでの時間を相対的に示すものである。
上記したデータの変化については、最後尾判定ループを実際に2つのデータを順次関連させながら適用してみればそのような結果となることがわかる。
Here, the values 1000, 2000, and 3000 of data [1], data [2], and data [3] relatively indicate the time from when the sound is projected until the reflected signal is received.
As for the above-described data change, it can be seen that such a result can be obtained by applying the tail determination loop while actually relating the two data sequentially.

以上の例によれば、最後尾判定ループでの処理後において最終的に残った唯一つのデータであるdata[3]の値を最後尾データと判定し、その値(時間値に相当する相対値“3000”)は最後尾データとして抽出される。
抽出された最後尾データは、投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間に相当する、必要な検出データ(時間Tx=T3)として取り扱われる。
According to the above example, the value of data [3], which is the only data finally remaining after the processing in the tail determination loop, is determined as the tail data, and the value (relative value corresponding to the time value) is determined. "3000") is extracted as the last data.
The extracted tail data is handled as necessary detection data (time Tx = T3) corresponding to the time from when the sound is projected until the reflection signal RW from the upper surface F of the measurement object W is received.

必要な検出データ=時間Txが得られれば、後は本実施形態ではこの時間Txの値を用いて、出力回路36においてセンサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理(距離データ変換)を行う。
また図8に示す穀物乾燥装置100においては、得られたセンサ本体から測定対象物Wの上表面Fまでの距離の測定結果を利用することで、穀物レベルの検知を行っている。
If the necessary detection data = time Tx is obtained, the process of detecting or measuring the interval or distance from the sensor body to the measurement object W in the output circuit 36 using the value of the time Tx in the present embodiment thereafter ( Distance data conversion).
In the grain drying apparatus 100 shown in FIG. 8, the grain level is detected by using the obtained measurement result of the distance from the sensor main body to the upper surface F of the measurement object W.

上で構成及び動作について説明した本実施形態によれば、本来検出すべき測定対象物以外の障害物の影響を確実にキャンセル出来ると共に、本来検出すべき測定対象物までの間隔或いは距離を安定して検出することが可能な、検出及び/又は測距性能に優れた超音波変位センサ装置を提供することができる。   According to the present embodiment described above for the configuration and operation, the influence of obstacles other than the measurement object that should be detected can be canceled reliably, and the interval or distance to the measurement object that should be detected can be stabilized. It is possible to provide an ultrasonic displacement sensor device that can be detected by this method and has excellent detection and / or ranging performance.

[第二実施形態]
又以下では、本発明に係る超音波変位センサ装置の第二実施形態につき説明する。図4は本発明の第二実施形態について示す図である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the ultrasonic displacement sensor device according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

図1、図2及び図4(a)に示すように、複数の反射信号がそれぞれ時間軸上で離間した状態で存在する場合には、信号処理装置3は特に問題なく、複数の反射信号をそれぞれ別の信号と区別して認識することが出来る。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4 (a), when the plurality of reflected signals exist in a state of being separated from each other on the time axis, the signal processing device 3 has no particular problem, and the plurality of reflected signals are displayed. Each can be recognized separately from different signals.

しかしながら、図4(b)に示すように、複数の反射信号が時間軸上で互いに少なくとも一部が重なった状態或いは極めて近接した状態で存在する場合には、信号処理装置3は、この一部が重なった状態或いは極めて近接した状態にある複数の反射信号をうまく認識して信号処理してゆくことが難しいケースが想定される。   However, as shown in FIG. 4B, when a plurality of reflected signals are present in a state where at least a part of them is overlapped with each other or very close to each other on the time axis, the signal processing device 3 is a part of this. There are cases where it is difficult to recognize and process a plurality of reflected signals in a state where they are overlapped or in a very close state.

本実施形態ではそのような場合、図4(c)に示すように、この一部が重なった状態或いは極めて近接した状態にある複数の反射信号の立ち上がり時点から立ち下がり時点までの幅を持つ合成信号RCを図5の波形整形回路32で求め、その時間幅のセンターRCcの値を見ることによって、かかる状況下でも特に問題なく投音時点から測定対象物Wの上表面Fからの反射信号RWを受信するまでの時間を算出して、センサ本体から測定対象物Wまでの間隔或いは距離を検出或いは測定する処理を行なえる様構成されている。   In the present embodiment, in such a case, as shown in FIG. 4C, a composite having a width from the rising point to the falling point of a plurality of reflected signals partially overlapped or very close to each other. The signal RC is obtained by the waveform shaping circuit 32 in FIG. 5 and the value of the center RCc of the time width is observed, so that even under such circumstances, the reflected signal RW from the upper surface F of the measurement object W is not particularly problematic from the time of sound projection. Is calculated so as to detect or measure the distance or distance from the sensor body to the measuring object W.

[変形例]
以上、一実施形態を中心に本発明の詳細を説明したが、本発明は上記に何等限定されず、様々な変形が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although the detail of this invention was demonstrated centering on one Embodiment, this invention is not limited to the above at all, Various deformation | transformation are possible.

例えば、上記実施形態では、従来知られた穀物乾燥装置の穀物レベル検知デバイスとして適用した場合を例に本発明に係る超音波変位センサ装置の構成及び動作について説明したが、本発明は穀物乾燥装置に限られず、種々の装置に対して適用することが可能であるほか、単独でも使用することが可能である。
さらに、上記実施形態では測定対象物を貯留槽内に堆積している穀物として説明を行ったが、測定対象物はこれに特に限定されるものでは無い。例えば、測定対象物は貯留槽内に貯留されている液体であっても構わない。この場合、測定対象物の上表面は、測定対象物である液体の液面となる。
その他、本発明に係る超音波変位センサ装置は、河川等の液面レベル検知デバイスとして従来の超音波センサと同じ使用態様で使用することも勿論可能である。
For example, in the above embodiment, the configuration and operation of the ultrasonic displacement sensor device according to the present invention have been described by taking as an example the case where it is applied as a grain level detection device of a conventionally known grain drying apparatus. However, the present invention can be applied to various apparatuses and can be used alone.
Further, in the above embodiment, the measurement object is described as a grain deposited in the storage tank, but the measurement object is not particularly limited thereto. For example, the measurement object may be a liquid stored in a storage tank. In this case, the upper surface of the measurement object is the liquid level of the liquid that is the measurement object.
In addition, it is of course possible to use the ultrasonic displacement sensor device according to the present invention as a liquid level detection device for a river or the like in the same usage manner as a conventional ultrasonic sensor.

また上記実施形態では送波と受波を1つの超音波振動子で担う構成としたが、送波と受波を別々の超音波振動子に担わせる構成としても構わない。   In the above-described embodiment, the transmission and reception are performed by one ultrasonic transducer. However, the transmission and reception may be performed by separate ultrasonic transducers.

上記実施形態では、穀物乾燥装置100の貯留槽Aが、2組の補強部材11、12をその内壁に高さ方向にそれぞれ間隔を空けて備えている場合について説明を行ったが、補強部材の数はこれに限定されず、必要に応じて更に多くの補強部材が貯留槽Aの内壁に高さ方向にわたって備えられていても構わない。   In the said embodiment, although the storage tank A of the grain drying apparatus 100 demonstrated the case where it provided with two sets of reinforcement members 11 and 12 in the inner wall at intervals in the height direction, The number is not limited to this, and more reinforcing members may be provided on the inner wall of the storage tank A over the height direction as necessary.

上記実施形態では、障害物となる2組の補強部材11、12が穀物乾燥装置100の貯留槽Aの内壁に固定されているケースをモデルに本発明に係る超音波変位センサ装置1の構成及び動作につき説明を行ったが、本発明は、障害物が固定されているケースに何等限定されず、障害物が動いている場合であっても適用することが可能である。障害物が動いている場合の一例としては、
i)センサ本体に対向した位置に本来検出すべき測定対象物があるにもかかわらず、測定対象物以外の障害物(例えばロボットアーム等)がセンサ本体−測定対象物間を横切る様な場合、のほか、
ii)貯留槽に対してセンサが図8に示されるような設置態様で設置される場合において、貯留槽内に入れられた金網やザル等が上下方向に動いているようなケース、
等が挙げられる。
In the above embodiment, the configuration of the ultrasonic displacement sensor device 1 according to the present invention is modeled on a case in which two sets of reinforcing members 11 and 12 serving as obstacles are fixed to the inner wall of the storage tank A of the grain drying device 100. Although the operation has been described, the present invention is not limited to the case where the obstacle is fixed, and can be applied even when the obstacle is moving. As an example when the obstacle is moving,
i) When there is an object to be detected originally at a position facing the sensor body, but an obstacle other than the object to be measured (for example, a robot arm) crosses between the sensor body and the object to be measured, Besides,
ii) In the case where the sensor is installed in the installation mode as shown in FIG. 8 with respect to the storage tank, a case where a wire mesh or a monkey placed in the storage tank is moving in the vertical direction,
Etc.

以上に説明した通り、本発明は、本来検出すべき測定対象物以外の障害物の影響をより確実に避けることが出来ると共に、本来検出すべき測定対象物までの間隔或いは距離を安定して検出することが可能な、検出及び/又は測距性能に優れた超音波変位センサ装置を提供する新規かつ有用なるものであることが明らかである。   As described above, the present invention can more reliably avoid the influence of obstacles other than the object to be detected, and stably detect the distance or distance to the object to be detected. It is clear that this is a new and useful object of providing an ultrasonic displacement sensor device that can perform and has excellent detection and / or ranging performance.

センサ側で受信される種々の受信信号の典型的な並び、及びこれら各受信信号と送信信号パルスとの対応関係を時間軸上にあらわした一例である。This is an example in which a typical arrangement of various reception signals received on the sensor side and a correspondence relationship between each reception signal and transmission signal pulse are shown on the time axis. 測定対象物の上表面が第1の補強ロッドアセンブリと第2の補強ロッドアセンブリとの間のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される種々の受信信号の典型的な並びを時間軸上にあらわしたものである。When the upper surface of the measurement object is at a level between the first reinforcing rod assembly and the second reinforcing rod assembly, a typical arrangement of various received signals received on the sensor side is shown on the time axis. It's what you see. 測定対象物の上表面が第1の補強ロッドアセンブリよりも更に上のレベルにあるときにおける、センサ側で受信される受信信号の典型的な並びを時間軸上にあらわしたものである。This shows a typical arrangement of received signals received on the sensor side on the time axis when the upper surface of the measurement object is at a level higher than the first reinforcing rod assembly. 本発明の第二実施形態について示す図である。It is a figure shown about 2nd embodiment of this invention. 本発明に係る超音波変位センサの一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the ultrasonic displacement sensor which concerns on this invention. 測距処理部において受信信号が信号処理されて行く流れを大まかに示すフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart which shows roughly the flow in which a received signal is signal-processed in a ranging process part. データ判定・抽出処理部における最後尾データ抽出に係る処理フローの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the processing flow which concerns on the tail data extraction in a data determination / extraction process part. 穀物乾燥装置に超音波変位センサ装置を適用した場合の設置態様及び超音波変位センサ装置による測定対象物の測距原理について示す図である。It is a figure which shows the distance measurement principle of the measuring object by the installation aspect at the time of applying an ultrasonic displacement sensor apparatus to a grain drying apparatus, and an ultrasonic displacement sensor apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波変位センサ装置
2 超音波振動子
3 信号処理装置
11、12 第1の補強ロッドアセンブリ、第2の補強ロッドアセンブリ
21 パルス発生器
100 穀物乾燥装置
A 貯留槽
D 測距処理部
F 測定対象物の上表面
ts1、ts2、tsn 送信信号パルス
Tc 送信信号パルスの一周期
R11、R12 第1の補強ロッドアセンブリ、第2の補強ロッドアセンブリからの反射音に相当する受信信号
Rts 投音時に略同時に発生する残響に相当する受信信号
RW 測定対象物からの反射音に相当する受信信号
W 測定対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic displacement sensor apparatus 2 Ultrasonic transducer 3 Signal processing apparatus 11, 12 1st reinforcement rod assembly, 2nd reinforcement rod assembly 21 Pulse generator 100 Grain drying apparatus A Storage tank D Ranging processing part F Measurement object Top surface of object ts1, ts2, tsn Transmission signal pulse Tc One period of transmission signal pulse R11, R12 Received signal corresponding to reflected sound from first reinforcing rod assembly and second reinforcing rod assembly Rts At substantially the same time as sounding Received signal corresponding to reverberation generated RW Received signal corresponding to reflected sound from measurement object W Measurement object

Claims (1)

周期的に送出される送信信号パルスに従って超音波信号を測定対象物に向けて投音可能な送波機能と、前記超音波信号が前記測定対象物の表面で反射したことによって入ってきた反射音を電気−音響変換し、対応する電気信号たる反射信号として出力可能な受波機能とを備えた超音波振動子と、
前記超音波振動子から出力された前記反射信号を、適宜電気的に信号処理することが可能な信号処理装置とからなり、
前記投音時点から前記超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出することを通じて、センサ本体から前記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する超音波変位センサ装置であって、
前記信号処理装置は、
i)一周期内に発生した全ての前記反射信号を取り込んだ上で、その周期内最後尾の前記反射信号を抽出し、
ii)前記最後尾の前記反射信号を前記測定対象物からの前記反射信号と判定し、
iii)当該判定された前記最後尾の前記反射信号に基づいて、前記投音時点から前記超音波振動子に反射音が返って来る時点までの時間を検出し、これにより、前記センサ本体から前記測定対象物までの間隔或いは距離を検出或いは測定する構成を備えたものである、
ことを特徴とする超音波変位センサ装置。
A transmission function capable of projecting an ultrasonic signal toward a measurement object in accordance with a periodically transmitted transmission signal pulse, and a reflected sound that has entered due to reflection of the ultrasonic signal on the surface of the measurement object An ultrasonic transducer having a receiving function capable of performing electro-acoustic conversion and outputting a corresponding reflected signal as an electric signal;
The reflected signal output from the ultrasonic transducer comprises a signal processing device capable of appropriately performing electrical signal processing,
An ultrasonic displacement sensor device that detects or measures an interval or distance from a sensor main body to the measurement object by detecting a time from a sound projection time to a time when a reflected sound returns to the ultrasonic transducer. There,
The signal processing device includes:
i) After capturing all the reflected signals generated within one period, extract the last reflected signal within the period;
ii) determining the last reflected signal as the reflected signal from the measurement object;
iii) Based on the determined reflection signal at the tail end, the time from the sound projection time to the time when the reflected sound returns to the ultrasonic transducer is detected, and thereby the sensor main body It is equipped with a configuration for detecting or measuring the distance or distance to the measurement object.
An ultrasonic displacement sensor device.
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CN104698946A (en) * 2015-03-20 2015-06-10 成都吉普斯能源科技有限公司 High-speed data acquisition system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013127094A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-06 华南理工大学 Device and method for detecting spatial position and three-dimensional attitude of ultrasonic probe
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