JP2009537821A

JP2009537821A - 直接的な物理的接続を介した表面弾性波装置をインタロゲートするシステム及び方法

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Publication number: JP2009537821A
Application number: JP2009510979A
Authority: JP
Inventors: ジャックティーセン，
Original assignee: ソシエテドゥテクノロジーミシュラン; ミシュランルシェルシェエテクニクソシエテアノニム
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2009-10-29
Also published as: EP2018772A4; WO2007136550A3; US20070279188A1; EP2018772A2; WO2007136550A2; CN101489811A

Abstract

共振装置のインタロゲーションのための共振周波数を決定する方法は、様々な帯域幅のＲＦインタロゲーションパルスを発生し結合して、１つ以上のＳＡＷ共振素子を付勢するステップを含む。最初のインタロゲーションパルスは、共振装置の共振周波数の大まかな位置を便宜的に決定することができるように、比較的広い帯域幅を有している。次いで、その決定した共振周波数の大まかな位置の近い周波数で、より狭い帯域幅パルスを有するインタロゲーションパルスを共振装置に結合して、共振位置を更に絞る。或る実施例では、共振装置の想定動作範囲の中心又は想定動作範囲内の予想される値の周波数で１つ以上のインタロゲーションパルスを共振装置に結合する。その最初の位置で共振周波数が見つからない場合には、動作範囲を半分に分割し（又は、３つ以上のほぼ等しい周波数範囲部分に分割し）、それら新しい検索周波数範囲部分の各々の中心で１つ以上のインタロゲーションパルスを共振装置に結合する。共振周波数が見つかるまで、検索周波数範囲の分割工程を続ける。

Description

本出願は、Jack Thiesen及びGeorge O'Brienの発明であり、本出願と同一譲受人に譲渡された、発明の名称「SYSTEM AND METHOD FOR REDUCING SEARCH TIME AND INCREASING SEARCH ACCURACY DURING INTERROGATION OF RESONANT DEVICES」と題する、２００６年１月１９日に出願された米国特許出願（出願番号未付与）の部分継続出願であり、その米国特許出願を引用してその内容を組み込むものである。

本発明は、一般的に言うならば、表面弾性波（ＳＡＷ）装置に存在する共振素子のような共振素子に対してインタロゲートするシステム及び方法に係るものである。このようなＳＡＷ装置は、周囲温度及び圧力のような物理的なパラメータを検出するためにタイヤ又はホイールの組立体に組み込むことができる。本発明によるインタロゲーション技術は、一般的に言うならば、既知の方法と比較して、検索時間を減少し且つ検索精度を増大することを特徴とする。

タイヤ構造体へ電子デバイスの組込みにより、多くの実際的な利点が得られる。タイヤ電子装置は、タイヤ識別パラメータを中継するために、更には、温度、圧力、タイヤ回転数、車両速度などのタイヤの様々な物理的なパラメータに係る情報を得るために、センサー及び他の構成要素を含むことができる。このような性能情報は、タイヤ監視及び警告システムに役立てることができ、更には、適切なタイヤ圧力レベルを調整するためにフィードバックシステムに使用できる潜在的可能性がある。

タイヤ又はホイールの組立体に関連した様々なパラメータを測定するために使用されている或る特定の形式のセンサすなわち状態応答装置に、表面弾性波（ＳＡＷ）装置のような弾性波装置がある。このようなＳＡＷ装置は、例えば、複数の指状電極が圧電基板上に形成されて相互に指状電極の間に位置してなる少なくとも１つの共振素子を含む。電気入力信号がＳＡＷ装置に印加されると、選択した電極がＳＡＷ装置を変換器として作用させ、入力信号を基板上の機械波に変換する。他方の電極は、変換過程を逆転して、電気出力信号を生成する。ＳＡＷ装置からの出力信号の変化、例えば出力信号の周波数、位相及び／又は振幅の変化は、ＳＡＷ装置の伝搬路の特性の変化に対応している。

或るＳＡＷ装置の例において、監視している共振周波数及びその共振周波数の何らかな変化は、例えば温度、圧力及びＳＡＷ装置が受けている歪のようなパラメータを測定するための十分な情報を提供する。

このような動作ができるＳＡＷ装置は、３つの別々の共振素子を含むことができる。このようなＳＡＷ装置の具体的な例としては、Transense Technologies, PLCによって開発された装置がある。その装置の具体的な特徴は、米国特許出願公開番号２００２／０１１７００５（Viles他）及び２００４／００２０２９９（Freakes他）に開示されている。両方の内容をここに引用して本願細書に組み込むものである。

タイヤ工業でのＳＡＷ装置が、典型的には受動素子として使用されており、ＳＡＷ装置へ信号を送信し且つＳＡＷ装置からの信号を受信する回路を含む遠隔のトランシーバ装置によってインタロゲートされる。遠隔のトランシーバ装置又はインタロゲータは、遠隔の場所からＳＡＷ装置へ様々な周波数の付勢信号を送信する。一方、ＳＡＷ装置は、励振の間に、送信されたエネルギーの一部を蓄え、更には、対応する出力信号を送信することもできる。インタロゲータの送信信号と受信信号との比較により、ＳＡＷ装置がその共振周波数で励振されたかどうかがわかる。ＳＡＷインタロゲーション技術の例は、米国特許第６，７６５，４９３号（Lonsdale他）及び英国特許出願ＧＢ２，３８１，０７４（Kalinin他）に見ることができる。両方の内容をここに引用して本願細書に組み込むものである。

ＳＡＷ装置の各共振素子の共振周波数は所与の入力パラメータによって変化するので、ＳＡＷインタロゲータは例えば、ＳＡＷ共振素子の共振周波数が決定される前に所定のアルゴリズムに従って複数のＲＦインタロゲーション信号を送信しなければならない。様々なインタロゲーションシステム及びそれらに対応する検索アルゴリズムが開発されてはいるが、本発明が以下に提案するような短い検索時間と高い検索精度を持ったＳＡＷインタロゲーションを実現する技術を提示する発明は全くなかった。

米国特許出願公開番号２００２／０１１７００５（Viles他）米国特許出願公開番号２００４／００２０２９９（Freakes他）米国特許第６，７６５，４９３号（Lonsdale他）英国特許出願ＧＢ２，３８１，０７４（Kalinin他）米国特許出願公開番号２００２／０１１７００５（Viles他）米国特許出願公開番号２００４／００２０２９９（Freakes他）

従来技術において生じており且つ本発明が認識した問題点に鑑みて、共振装置に対してインタロゲートする改良した特徴及び工程が提案される。様々な異なる周波数でインタロゲーションパルスを送信して、共振装置から放射されるレスポンスのレベルを受けて、それら受けたレスポンス情報を解析して、共振装置の共振周波数を確認する具体的な方法を開示する。

本発明の具体的な特徴によるならば、様々な帯域幅のインタロゲーションパルスが生成されて送信され、１つ以上のＳＡＷ共振素子を付勢する。ＳＡＷ共振素子へのインタロゲーション信号の送信は、無線周波数（ＲＦ）送信又は直接接続の何れかによって行うことができる。例えば比較的広い帯域幅を有するインタロゲーションパルスに送信してそのインタロゲーションパルスに対する共振器レスポンスを検出する工程を有する検索アルゴリズムを開始して、共振装置の共振周波数の大まかな位置を決定することができる。その後、そのように決定した共振周波数の大まかな位置の近くで、より狭い帯域幅パルスを有するインタロゲーションパルスを送信して、更に共振の位置を狭くする。このような検索方法は、所与の周波数範囲内の考えられる全ての位置で、比較的狭い帯域幅のパルスを送信する公知のインタロゲーション方法に比較して、非常に高い効率を実現する。

本発明の他の具体的な特徴によるならば、検索周波数範囲内のどの場所でインタロゲーションパルスが送信されるべきかを高精度で特定することに関して相当な自在性が達成されると評価される。或る典型的な実施例では、二分割法が使用され、１つ以上の最初のインタロゲーションパルスが、共振装置の動作範囲の中心で又は動作範囲内に予測値で送信される。その最初の場所に共振周波数は見つからない場合、動作範囲を二分割し（又は、３つ以上のほぼ等しい周波数範囲部分に分割し）、その新しい検索周波数範囲部分の各検索周波数範囲部分の中心で又は各検索周波数範囲部分内のランダムに選択した場所で１つ以上のインタロゲーションパルスが送信される。共振周波数が見つかるまで、検索周波数範囲を分割するこの工程を続ける。

共振装置に対してインタロゲートするための本発明のシステム及び方法の様々な特徴により、複数の利点が得られる。本発明は、公知の方法に比べて、検索時間を短縮し、効率的に検索し、インタロゲーション結果を改善する検索及びインタロゲーション方法を提供する。検索時間を短縮する１つの方法は、装置の全動作範囲内において段階的な間隔でパルスを送信するのではく、インタロゲーションパルスを送信する場所を選択することである。そして、インタロゲーション結果を改善する１つの方法は、共振装置から得られる振幅測定値の確実性を高める特徴及び／又は工程を設けることである。全て受信した測定値の位相が正規化されるならば、測定したレスポンス値の振幅確実性を高精度で確保することができる。

本発明の１つの典型的な実施例において、共振装置の共振周波数を決定する方法は、最初の指定の周波数範囲を少なくとも２つの第１の検索周波数範囲に分割し、その少なくとも２つの第１の検索周波数範囲の内の選択した１つの第１の検索周波数範囲の第１の帯域幅を有する１つ以上の第１のパルスを送信して共振装置を付勢し、その１つ以上の第１のパルスに対する共振装置の応答を監視して、共振装置によって放射されたエネルギー量が第１の所定の閾値を超えているかどうかを決定するステップを含む。前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲の内の選択した１つの第１の検索周波数範囲の第１の帯域幅を有する１つ以上の第１のパルスに応答して共振装置によって放射されたエネルギー量が第１の所定の閾値を超えていない場合、前記１つ以上の第１のパルスに応答して共振装置によって放射されたエネルギー量が所定の閾値を超えるまで、前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲の内の付加的なそれぞれの検索周波数範囲に対して、分割ステップ、付勢ステップ及び監視ステップを繰り返す。

本発明の或る特定の実施例において、前記最初の指定の周波数範囲は、共振装置の動作範囲に対応する。前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲は、共振装置の動作の周波数範囲の最低可能周波数と共振装置の動作の周波数範囲の中心周波数又は共振装置の動作の周波数範囲内の予想周波数との間の第１の範囲、及び上記した中心周波数又は予想周波数と共振装置の動作の周波数範囲の最高可能周波数との間の第２の範囲にすることができる。共振装置を付勢してその応答を監視する最初のステップは、指定した周波数範囲を分割するステップの前に、中心周波数又は予想周波数で実施することもできる。或る実施例において、各付勢ステップは、第１のパルスの連続的な列を送信することにすることができる。更に、各監視ステップは、少なくとも２つの最大又は最小振幅測定値を得て、そのようにした測定値の位相を所定の基準位相に正規化することができる。或る実施例において、得られた振幅測定値は、既知の時定数を有する減衰指数関数曲線に合わせられる。より具体的な典型的な実施例において、上記したステップを更に、第２のより狭い帯域幅を有するパルスを送信して繰り返し、共振装置の共振周波数をより正確に特定することができる。

本発明の他の典型的な実施例において、共振装置のための最適のインタロゲーション周波数を決定する方法は、所与の周波数範囲内の複数の異なる周波数の所与の帯域幅を有する１つ以上のパルスを送信する送信ステップと、上記した複数の異なる周波数の各々で共振装置の応答振幅測定値を得る獲得ステップと、１つ以上の連続した繰返しのために送信ステップと獲得ステップを繰り返すステップとを含む。そして、各連続した繰返しでのパルスは、先行する繰返しでのパルスの帯域幅以下の帯域幅を有する。そして、１つ以上のパルスが各連続した繰返しにおいて送信される複数の異なる周波数は、先行する繰返しでの所与の範囲の複数の周波数から選択した組合せの中にある。

上記の方法のより具体的な典型的な実施例において、１つ以上のパルスを送信する最初の繰返しでの所与の範囲の周波数は、共振装置のための動作範囲に対応する。別の典型的な実施例は、応答振幅測定値の内の何かが所定の値を越えるかどうか決定するステップか、又は代わりに、各繰返しでの複数の異なる周波数のどの周波数で最大振幅応答が得られるかを決定するステップかを含む。最大振幅応答の特定した周波数は、上述した検索ステップの連続する繰返しので新たな周波数範囲を特定するために一部使用することができる。

本発明の更に別の典型的な実施例は、共振装置に対してインタロゲートする方法である。当該方法は、１つ以上の検索周波数範囲を設定するステップと、その１つ以上の検索周波数範囲の内の選択した１つの検索周波数範囲内の１つの選択した周波数で１つ以上のパルスを送信して共振装置を付勢する付勢ステップと、各選択した周波数での１つ以上のパルスに対する共振装置の応答が所定の値を超えているかどうかを決定する決定ステップとを含む。共振装置の応答が所定の値を超えていない場合、上記した１つ以上の検索周波数範囲を、少なくとも２つの新たな検索周波数範囲に分割し、共振装置の応答が上記した所定の値を超えるまで、上記した付勢ステップと決定ステップと分割ステップとを繰り返す。

本発明のその他の目的及び利点は、本明細書に記載し、又は当業者には本明細書から明らかであろう。更に、本明細書において説明し論述した特徴及びステップの変更及び修正は、様々な実施例において実現可能であり、本発明の範囲から逸脱することなく本発明を利用できることも理解されよう。限定するものではないが、変更及び修正は、説明し又は論述した特徴及びステップを均等な手段又は特徴又はステップへの置換並びに様々な部品、特徴、ステップなどの機能的な又は動作的な又は位置的な反転を含むことができる。

更に、本発明の様々な実施例及び様々な好ましい実施例は、ここに開示する特徴、ステップ又は要素、更にはそれらの均等物の様々な組合せ又は構成（これには、図面に明示していない又は図面の詳細な説明に記載していない特徴、部品、ステップの組合せ又は構成をも含むものである）を含むことができる。

この「課題を解決するための手段」の項において必ずしも説明していない本発明の他の実施例には、「課題を解決するための手段」の項において説明した特徴、構成要素又はステップ及び／又は本明細書の他の部分において説明した特徴、構成要素又はステップの様々な組合せを含む又は組み込むこともできる。当業者にとっては、本明細書の他の部分を検討することにより、上記した及びそのほかの実施例の特徴をよりよく理解できる筈である。

当業者に向けた、本発明の最良の形態を含む本発明の十分且つ実施可能な開示を、添付図面を参照して本明細書に記載する。

本発明の特徴による、複数のタイヤとその付属の共振素子と、遠隔のトランシーバ又はインタロゲータとの間での通信を具体的に例示する、タイヤ・監視システムにおける典型的なハードウエア構成要素の概略ブロック図を示す。本発明の特徴による、遠隔のトランシーバ又はインタロゲータの典型的なハードウエア構成要素の概略ブロック図を示す。本発明の特徴による、共振器置の共振周波数を決定する方法における典型的なステップのフローチャートを示す。図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、図３に概略的に説明した方法の一実施例によって送信される典型的なインタロゲーションパルスの波形図を示す。異なるインタロゲーション周波数で得られた振幅サンプルを、共振器の出力曲線の予想される特性に適合させる特徴を図解する図を示す。図６Ａ及び図６Ｂは、レスポンスの態様に関して考えられる変形例を具体的に図解する、典型的な共振器のレスポンス（すなわち、応答信号の振幅対時間）を図解する図を示す。本発明の別の特徴による、インタロゲータの第２の実施例の概略ブロック図を示す。

本発明の同一又は類似の特徴又は要素を表すために、本明細書及び添付図面において同一の参照符号を繰り返して使用する。更に、添付図面に示す様々な特徴は、必ずしも同一縮尺比では描かれてはおらず、図面でのそれら特徴の相対関係は、本発明を限定するものでもないことは理解されたい。

「発明の開示」の項で説明したように、本発明は、具体的に述べるならば、共振装置、具体的には、表面弾性波（ＳＡＷ）センサのような状態応答装置に使用されている共振装置に対してインタロゲートする技術の改良に関するものである。ＳＡＷセンサは、ＳＡＷセンサが受ける歪レベルを監視したい環境で使用することができる。そのような環境の１つの具体例が、車両のタイヤ又はホイールの組立体内であり、温度や圧力のような物理的な特性を１つ以上のセンサ装置によって監視することができる。

図１を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。図１に示すように、タイヤ又はその付属ホイールの組立体内の温度及び／又は圧力のような様々な物理的なパラメータを監視するために、複数のタイヤ構造体１０ａ及び１０ｂは、状態応答装置１２ａ及び１２ｂ（状態応答装置１２と一般化する）をそれぞれ組み込むことができる。図１に図解する２つのタイヤより多いタイヤを有する乗用車、商用車又は他の形式の車両の場合には、１つ以上の状態応答装置１２を、装備されているタイヤの内の選択したタイヤ又は各タイヤの構造体内に組み込むことができる。状態応答装置１２は、タイヤ構造体１０ａ及び１０ｂ又は付属するホイール組立体又はバルブステム又はタイヤの正確な温度及び圧力の測定が可能な他の場所のような様々な場所に、限定するものではないが取り付け又は埋め込んで、一体化することができる。更に、状態応答装置１２は、タイヤ構造体１０ａ及び１０ｂに関連する可能な場所に一体化する前に、ゴム、プラスチック、エラストマー、ファイバーグラスなどの基板部分を取り付け又は内臓させることができる。

各状態応答装置１２が、表面弾性波（ＳＡＷ）共振器又はバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器のような最も少なく１つの共振器形式の素子を含むことができる。イヤ組立体又は他の用途に用いられる状態応答装置の具体的な例としては、ＴＲＡＮＳＥＮＳＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ（ＰＬＣ）に開発されたＳＡＷ装置がある。そのようなＳＡＷ装置の具体的な特徴は、米国特許出願公開番号２００２／０１１７００５（Viles他）及び２００４／００２０２９９（Freakes他）において開示される。両方の内容をここに引用して本願細書に組み込むものである。１つの実施例において、このようなＳＡＷ装置は、３つの共振素子を有し、各共振素子は、それぞれ４３３．２８ＭＨｚ、４３３．８３ＭＨｚ及び４３４．２６ＭＨｚの中心周波数を有する範囲のような異なる動作周波数範囲で動作するように構成されている。この異なる周波数範囲での動作は本発明の範囲内のあると理解されたい。３つの共振素子の組合せは、タイヤの温度レベル及び圧力レベルの両方を測定するに十分な情報を提供することができるＳＡＷ装置を実現する。隣接する共振周波数の間の距離が、タイヤ内の圧力又は温度がどのようなものであっても、共振器の帯域幅より常に大きいように、複数の共振素子の共振周波数を設計することが好ましい。

更に図１を参照するならば、トランシーバ／インタロゲータ装置１４は、複数の受動的に動作する状態応答装置１２の内の１以上を、それらの自然発振周波数（共振周波数）で付勢するため一連のインタロゲーション信号を送信する。
励振パルスの後、状態応答装置１２の各共振素子は、励振の間に蓄積されたエネルギーを放射する。この放射されられたエネルギーのピークレベルは、状態応答装置１２の共振素子のそれぞれの共振周波数に生じる。その後、そのような信号がトランシーバ１４で受信される。「放射した共振器レスポンスの変化」対「インタロゲーション信号の周波数変化」を監視することによって、タイヤ構造体１０ａ、１０ｂ内の予め選択された状態に対応する情報を測定することができる。

ここで図２を参照して、トランシーバ／インタロゲータ１４の典型的な構成要素を説明する。ここに示す典型的な構成要素により、１つ以上のＳＡＷ共振素子の共振周波数を見つけ出し測定するための手段を実現することが可能である。図２がインタロゲータハードウエア構成要素の１つの例を例示しているが、図７を参照して後述する第２の実施例のＳＡＷ直結構成を含む本発明によりその他の手段を利用できることは理解されたい。両実施例において、信号は測定対象のＳＡＷ装置に送信され、そのＳＡＷ装置から受信される。第１の実施例では、信号の送信は無線周波数（ＲＦ）により行われ、第２の実施例では、送受信は直結接続線により行われる。

更に図２を参照するならば、インタロゲータ１４は、インタロゲーション信号を送信するために使用される構成要素と、１つ以上の励振された共振素子からの信号を受信するときに使用される構成要素とを具備している。送信器部分は、電子的に制御可能な周波数シンセサイザ１６から信号を受ける、外部からすなわち電子的に制御可能な電子制御ＲＦ電力増幅器１８を有する。周波数シンセサイザ１６は、周波数シンセサイザ１６への外部入力によって指定される様々な異なる周波数でインタロゲーションパルスを生成することができる。その異なる周波数は、予め決めた増分量（例えば１０Ｈｚ）で段階的に変えることができ、更に、後での測定のために十分な分解能を有することが好ましい。ＲＦ電力増幅器１８は、波形整形できる可変長パルスジェネレータ２０によってゲート制御することができる。整形された波形は、周波数シンセサイザ１６によって生成されてＲＦ電力増幅器１８で増幅されるインタロゲーションパルスのサイドローブを抑制えるために使用することができる。或る実施例では、そのサイドローブ抑圧は、フィルタ回路網によって実現することができる。電力増幅器１８から結果として出力された出力は、帯域幅及び周波数の両方が制御されたインタロゲーションパルスとなる。インタロゲーションパルスのパルス幅を狭くすることは、選択した中心周波数を中心とする帯域幅を広げることであることは理解されるであろう。

更に図２を参照するならば、ＲＦスイッチ２２は、インタロゲータアンテナ２４に接続されている。トランシーバ１４の送信器部分によって生成されたインタロゲーションパルスは、トランシーバ／インタロゲータ１４に非常に近い１つ以上のＳＡＷ共振素子を付勢するために、アンテナ２４を介して放射される。ＳＡＷ共振素子が付勢されると、ＳＡＷ共振素子は、トランシーバ１４によって検出できるかもしれないエネルギーを放射する。ＲＦ信号を送信し且つ受信するトランシーバ／インタロゲータ１４の２つの能力によれば、トランシーバは半二重通信方式でも全二重通信方式でも動作できるように構成することができることは理解されたい。と認められなければならない。半二重通信方式において、信号は一度に一方向のみに送信され、さもなければ、送信データと受信データとの間に衝突が生じる可能性がある。このような場合において、トランシーバ１４のＲＦ源を構成する送信器部分を沈黙させてその後にＳＡＷ共振器からの放射を探した後に、共振器レスポンスの検出が行われる。全二重通信方式において、データは同時に２方向において交換することができ、そして、ＲＰ送信源の作動中に、共振器レスポンスを検出することができる。

１つ以上のＳＡＷ共振素子から放射されたレスポンスを受信するトランシーバ／インタロゲータ１４を参照するならば、低雑音増幅器、ミキサ及び付属フィルタ（全体を参照符号２６で示す）が、受信信号を中間周波数（ＩＦ）に周波数変換するために設けられている。中間周波数の値の１つの例は１ＭＨｚである。但し、他の中間周波数を使用することもできる。中間周波数はアナログ‐ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２８に送られ、受信信号は、中間周波数
比較して十分に高いレート（例えば１０ＭＨｚ又は２０ＭＨｚ）でサンプルされる。マイクロプロセッサ３０（例えばデジタルシグナルプロセサ（ＤＳＰ）チップ又は他のコントローラ素子）は、サンプルされた中間周波数レスポンスに対してフーリエ変換を実行するために使用することができる。周波数成分の検出されたエネルギーのレベルは、基準レベル又は他の測定値と比較される。ＳＡＷ共振の場所が、付勢パルスに対して最強レスポンスが生じる場所であると決定する。更に、マイクロプロセッサ３０は、トランシーバ／インタロゲータ１４内に他の構成要素を制御するためのユーザ入力と組み合わせて利することができる。

更に図２を参照するならば、マイクロプロセッサ３０は、単一又は分散したメモリ素子３１を内臓するか又は接続することができ、その記憶素子３１には、マイクロプロセッサ３０によって実行されるソフトウェアで実現されるアルゴリズムが記憶させることができる。メモリ３１が、限定するものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気テープ、ＣＤ、ＤＶＤのような、いかなる形式の揮発性又は不揮発性のメモリでもよい。メモリ３１に記憶したソフトウェアの命令をマイクロプロセッサ３０が実行することにより、本発明のアルゴリズムの内の選択した特徴を実行することができる。例えば、受信した共振応答信号及び測定値の判定及び分析に関係するステップは、マイクロプロセッサ及びメモリ素子によって実行することができる。インタロゲーション信号の選択的送信に関係するここに開示するインタロゲーションアルゴリズムのステップは、図２の典型的な構成要素１６、１８及び２０によって実行することができる。

ＳＡＷ装置の各共振素子の共振周波数が、与えられた入力パラメータが変化するので、ＳＡＷ共振素子の正確な共振周波数が決定される前に、ＳＡＷインタロゲータが所定のアルゴリズムに従って複数のＲＦインタロゲーション信号を例えば送信しなければならない。インタロゲーション検索パルスは周波数が変るので、パルスは、各ＳＡＷ共振素子の中心周波数からの周波数の違いの大きさに基づく異なるレベルのレスポンスを発生する。検知素子としても使用される多くのＳＡＷ共振器は、半値全幅（ＦＷＨＭ）ピークに比較して大きな帯域幅にわたって動作するため、ＲＦ規則下において装置を効率的に付勢することは、比較的狭い帯域幅内に共振器を位置決めすることを必要とする。既知のインタロゲーションシステムにおいては、複数の不連続な周波数の組合せの中から１度に１つづつ異なるインタロゲート周波数を連続して段階的に変えていた。そのような方法は多くの場合非効率的である。その理由は、考えられる全周波数を検索するまで、共振素子をインタロゲートするために必要な時間とエネルギーとが変らないままである。

本発明の実施例によれば、１つ以上の共振素子のために最適なインタロゲーション周波数を決定するためにインタロゲーションパルスを送信するための改良したアルゴリズムが提供される。改良したアルゴリズムの実施例により、ＳＡＷ装置に対してインタロゲートするための迅速且つ効率的な方法が提供され、検索結果の精度が高められる。

本発明の特徴による検索ルーチンの例を、図３のフローチャートを参照して説明する。典型的な検索ルーチンは、共振素子の動作範囲内の所与の最初の周波数で、最初のパルス（又はパルス列）を送信することによって、共振器レスポンスを検索するステップ３２から始めることができる。図１及び図２に図示する本発明の実施例に関連して送信されるパルスが、無線周波数（ＲＦ）パルスとすることができ、図７を参照して後述する本発明の実施例に適したパルスが、測定対象のＳＡＷ装置に結合される導体上の信号とすることができることは、当業者には明らかな筈である。

図４を参照するならば、所与の共振素子の動作範囲が周波数範囲［ａ，ｂ］であると考える。或る例では、ステップ３２において送信される最初のＲＦパルスの周波数ｃは、周波数範囲［ａ，ｂ］の中心周波数に一致するかもしれない。他の例においては、ステップ３２において送信される最初のＲＦパルスの周波数ｃは、所与の共振素子の共振周波数の予想値に対応するかもしれない。例えば、ＳＡＷ装置の具体的な共振素子が、所与のタイヤ又はホイールの組立体の圧力に対応する情報を提供するように構成されている場合、タイヤの正常なすなわち望ましいタイヤ圧力に対応する共振素子の共振周波数は、共振周波数の期待値である。最初の検索周波数ｃで送信されるＲＦパルスは、動作規則下で実際上許される最大帯域幅に対応するような最初の所定の帯域幅を有することができる。

最初の検索周波数で１つ以上のＲＦパルスを送信することによって所与の共振装置を付勢した後に、トランシーバによって共振器レスポンスが受信されて処理されて、共振素子によって放射されるエネルギー量が所定の閾値より大きいかどうか決定する。共振器レスポンスのエネルギーレベルが所定の閾値を上回っているとの判定が、素子の共振周波数が場所を見つけ出したと十分確認できるように、上記閾値は共振素子の公知の特性に基づいて設定される。

更に図３を参照するならば、共振器レスポンスが閾値を上回っていることがステップ３４で判定されたならば、その場合には最初の検索段階は終了する。
そうでない場合には。検索アルゴリズムはステップ３６へ進む。ステップ３６は、共振装置の動作範囲［ａ，ｂ］を少なくとも２つの検索周波数範囲に分割する。動作範囲の二等分の方法を採用する場合には、それら２つの検索周波数範囲は、範囲［ａ，ｃ］と範囲［ｃ，ｂ］に対応する。ここに例示する具体例が２つの検索周波数範囲しか規定していないが、本発明によるならば２つより大きな数の分割検索周波数範囲を使用することもできることは理解されたい。更に、本発明の或る実施例ては、１つ以上の最初のＲＦインタロゲーションパルスを送信するステップ３２ではなく、共振素子の動作の周波数範囲を分割するステップ３６から検索アルゴリズムを始めることができることも理解されたい。

ステップ３８へ進んで、十分な共振器レスポンスが検出されるまで、ステップ３６で分割したそれぞれの検索周波数範囲から選択した周波数範囲で１つ以上のＲＦパルスを送信する。例えば、ステップ３２において送信された最初のＲＦパルスと同一の第１の帯域幅で中心周波数ｄの最初のインタロゲーションパルスを送信することができる。一実施例では、ｄ＝（ａ＋ｃ）／２すなわち検索周波数範囲［ａ，ｃ］の中心周波数。次いで、ステップ４０において、共振器レスポンスを監視して、所定の閾値を越えたかどうかを判定する。超えていない場合にはステップ３８において、ステップ３６において分割した他の分割検索周波数範囲でインタロゲーションパルスを送信することができる。例えば、２回目の送信パルスの中心周波数は、ｅに対応することができる。ここで、ｅ＝（ｃ＋ｂ）／２すなわち検索周波数範範囲［ｃ，ｂ］の中心周波数。分割検索周波数範囲のＲＦインタロゲーションパルスを送信してもＳＡＷ共振器周波数を見つけ出すことができない場合には、ステップ４０の後に示すように、本発明のインタロゲーションアルゴリズムはステップ３６に戻り、上記した分割検索周波数範囲を更に分割する。このようにして、共振器レスポンスの検出エネルギーレベルが所定の閾値を上回るまで、上記した検索周波数範囲を分割するステップと、その分割した周波数範囲の内の１つ以上の分割周波数範囲においてＲＦインタロゲーションパルスを送信するステップと、共振器レスポンスを監視するステップとからなるサイクルを繰り返す。共振器レスポンスの検出エネルギーレベルが所定の閾値を上回ったとき、最初の検索段階がステップ４１で完了する。

図３のフローチャートに記載されている方法を、図４ａから図４ｃに視覚的に表わす。ここで、ＳＡＷ装置の所与の共振素子が上限ａと下限ｂで特定される周波数範囲内に機能するように構成されており、或る時点でのその共振素子の共振周波数が周波数ｓであると仮定する。このシナリオは、図４ａにおいてエネルギー対周波数のグラフに描く。図４ａにおいて、周波数ｓに中心を有するエネルギー・パルス４２が、共振素子の動作上の共振を表す。動作範囲［ａ，ｂ］内のどこに共振周波数が位置しているかを決定するために本発明のインタロゲーションアルゴリズムが実施される。図３のステップ３２に従い、中心周波数ｃを有する最初のＲＦパルス４４がトランシーバ／インタロゲータ装置によって送信され、共振器レスポンスが監視される。

図４ａを参照するならば、パルス４４が送信されたとき、インタロゲーションパルス４４と動作上の共振４２との間に重なりがないので、共振器レスポンスはほぼゼロであると思われる。次いで、最初の検索周波数範囲［ａ，ｂ］を、２つの小検索周波数範囲、すなわち、範囲［ａ，ｃ］と範囲［ｃ，ｂ］に分割する。十分な共振器レスポンスが検出されるまで、これらの小検索周波数範囲の内の１つ以上の小検索周波数範囲においてインタロゲーションパルスを送信することができる。

図４ｂを参照するならば、範囲［ａ，ｃ］内の周波数ｄでインタロゲーションパルス４６ａを最初に送信すると仮定する。インタロゲーションパルス４６ａの送信に対する共振器レスポンスは再びゼロであると思われる。かくして、第２の分割検索周波数範囲［ｃ，ｂ］内のインタロゲーションパルス４６ｂは、所与の周波数ｅで送信される。上述したように、或る実施例での周波数ｄ及びｅは、それぞれの周波数範囲［ａ，ｃ］及び［ｃ，ｂ］の中心周波数を選ぶ。他の実施例においては、周波数ｄ及びｅは、それぞれの周波数範囲内においてランダムに選ぶこともできる。

更に図４ｂを参照するならば、インタロゲーションパルス４６ｂを送信すると、共振器レスポンスは、領域４８として示すパルス４６ｂと共振パルス４２との間の重なり量に対応すると思われる。重なり領域４８によって特定されるエネルギーレベルは、比較のための所定の閾値を上回るかもしれなし又は上回らないかもしれない。所定の閾値を上回る場合、最初の検索段階は終了する。
そうでない場合には、検出したエネルギーレベルを利用して、上記した周波数範囲［ａ，ｃ］及び［ｃ，ｂ］のどちらを更に微小周波数範囲に分割するかを決定する。

本発明のアルゴリズムの或るの実施例においては、以前に分割した周波数範囲を、検索のために更に小さい範囲に分割することができる。しかし、範囲［ｃ，ｂ］内において或るレベルのレスポンスが検出されたので、或る実施例ではその後の検索を範囲［ｃ，ｂ］に限定することは有意義であろう。このような柔軟性は、図４ｃにそれぞれ図解する次の回のインタロゲーションパルス５０ａ〜５０ｄで表される。或る実施例では、インタロゲーションパルス５０ａ及び５０ｂは、任意であり、従って、破線で例を示した。範囲［ｃ，ｂ］が更に小範囲［ｃ，ｅ］と［ｅ，ｂ］に分割され、それぞれの小範囲内においてそれぞれ周波数ｈ及びｉでインタロゲーションパルス５０ｃ及び５０ｄを送信して、共振器レスポンスを監視することができる。１つの実施例において、周波数ｈが小範囲［ｃ，ｅ］の中心周波数であり、周波数ｉが小範囲［ｅ，ｂ］の中心周波数である。インタロゲーションパルス５０ｃの送信の後の期待されるレスポンスが、重なり部分５２で示されるエネルギーレベルである。このエネルギーレベル５２が所定の閾値より大きい場合、インタロゲーションパルス５０ｄを更に送信することも、更に最初の検索周波数範囲を分割することも必要がない。この時点で、本発明のアルゴリズムの最初の検索段階は、終了する（図３のステップ４１を参照）。

各々のインタロゲーションパルスの帯域幅が実質的に同一であることは、上述した最初の検索段階に関して強調されなければならない。これが常に必要条件でないにもかかわらず、最初の検索パルスの帯域幅が、図解したように、非常に少ない数の検索ステップにおいて動作上の帯域幅をカバーするのに十分広い場合、検索が最も効率的であるに留意されたい。比較的大きい帯域幅パルスからＳＡＷ共振器に結合されるエネルギーは小さいかもしれないので、各検索周波数でのインタロゲーションパルスの高速列を、ＳＡＷ共振器エネルギーを増やすために用いることができる。これを実行する１つの効率的な方法は、最も弱い状態（すなわち、付勢源が、指定された最大読み取り範囲である）下で検出可能な共振器レスポンスを発する必要な時間的に積分されたエネルギーを見つけ出して、パルスの数がパルスの帯域幅に反比例する場合の固定パルスエネルギー積を設定することである。

比較的広い帯域幅を有するインタロゲーションパルスを使用してＳＡＷ共振の最初の場所を見つけ出すために周波数空間を二分割する方法に従って最初の検索段階を終了した後、比較的狭い帯域幅とそれに対応してより長いパルス継続時間を有するインタロゲーションパルスを使用して、特定された検索帯域（例えば図４ｃの例では範囲［ｃ，ｅ］）内において（図３に示すような）検索過程を繰り返す。この後続する検索は、上述した最初の検索ルーチンにおいて最大レスポンスが発見された、広い帯域幅のパルスの中心周波数（例えば図４ｃの周波数ｈ）で開始することが好ましい。

図３に記載されているステップは、新しい検索周波数範囲において同様に繰り返すことができる。ここで、新しい検索周波数範囲とは、装置の動作範囲の内の、最初の検索ルーチンにおいて共振器レスポンスが所定のエネルギー閾値より大きかった周波数を含んでいる小範囲である。共振器レスポンスが同一のエネルギー閾値又は新しく設定した所定のエネルギー閾値を上回るまで、（最初の検索ルーチンにおいて送信されたＲＦパルスの最初の帯域幅より狭い）第２の帯域幅を有するインタロゲーションパルスを、新しい検索周波数範囲内の異なる分割周波数部分で送信することができる。動作上の共振周波数が最も狭い所望のパルスで発見されるまで、この帯域幅を狭くして検索する過程を必要な回数繰り返すことができる。かかる方法によりパルス幅を狭くすることができるので、（検索ルーチンにおいてある周波数ポイントで複数のパルスを送信するならば）共振装置を十分に付勢するために送信するパルスの数は最終的に１になることを理解されたい。かくして、最も狭いパルスを選ぶことができ、その最も狭いパルスが付勢周波数であり、そして、上述した検索段階の最終ステップが、その時点で開始することができる測定段階の最初のステップとなる。

本発明により検索ルーチンの特徴に従った上述したような、ＳＡＷ又は他のセンサ内の共振器装置の最適のインタロゲーション周波数を決定した後に、測定段階は、一般的には、有限帯域幅の源からＲＦエネルギーでＳＡＷ共振器を付勢する最初のステップを含む。上述したように、この最初のステップは、実際に検索ルーチンの最後のステップに対応することができる。ＳＡＷ共振器のレスポンスのレベルは、直接測定することができる。しかし、戻り信号の離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）処理を含む公知の共振器測定値方法において実行されている他の信号解析を実行することもできる。

図３及び図４ａ〜図４ｃに関する上記した説明は、所与の検索周波数範囲を二分割する方法の一般的な原則に基づいて、最適のインタロゲーション周波数の位置を決めるための検索ルーチンの特定の例を示すものである。これは、インタロゲーションのための最適の周波数を決定するために考えられる全ての共振器周波数を連続的に網羅する既知の方法と比較して、共振器インタロゲーション過程において検索時間を減らす唯一の具体的な方法である。本発明によれば、周波数範囲に分割法に基づくここに開示した方法又は他の方法が、サンプルした周波数の小集合に基づいて、共振器レスポンスを表す既知の曲線に、得られた共振器レスポンスを合わせるために使用することができることは理解されたい。

例えば、図５を参照するならば、所与の共振素子の共振周波数が周波数ｓであると仮定する。所与の共振素子について、共振器レスポンスの振幅値対周波数のプロット５６は、既知の特性を有する、例えば標準偏差を含む、全体的に正規曲線に従うと予想される。ここで、共振器が周波数ｆ₁からｆ₆でそれぞれインタロゲートされ、各周波数において振幅測定値（それぞれＡ₁からＡ₆）が得られると仮定する。サンプリング周波数の正確な数は変えることができ、そして、周波数は無作為に選ばれていてもよいし、具体的な検索ルーチン（その例は既に説明した）に従って選択することもできる。予想される共振器レスポンスの公知の特性及び各サンプルの測定データ（ｉ番目のサンプルのための測定データｆ_i，Ａ_i）に基づいて、測定点は曲線５６に合わせることができる。このデータ補間は、共振周波数の決定を可能にする。

図５に関して上記した一般的な方法は、各インタロゲーション周波数で得られる振幅測定の精度に大きく依存する。このような方法にまつわる１つの潜在的な問題は、受信した共振器レスポンスの位相に係る不確実さがたびたびあるということであり、それは振幅の不確実さとなる。振幅測定は、トランシーバ装置の中間周波数（ＩＦ）での最大値及び最小値を測定することによって一般に決定されるので、この不確実さは起こる。しかし、最大及び最小の振幅値の測定が開始するときに、ＩＦの位相は必ずしも知られていない。この状況を、図６Ａ及び図６Ｂに示す振幅（Ａ（ｔ））対時間（ｔ）のプロットに示す。図６Ａにおいて、測定値が開始して、極大極小値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５は得られる。図６Ｂにおいて、極大極小値Ａ１’、Ａ２’、Ａ３’、Ａ４’そしてＡ５’が得られるが、図６Ａ及び図６Ｂにおいて得られた測定値に対応する位相がわからない。

図６Ａ及び図６Ｂに表されるレスポンス曲線は、以下の形式の方程式によって数学的に表することができる。
Ａ（ｔ）＝ａｅ^-btｓｉｎ（ｃｔ＋ｄ）
ここで、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、公知の定数又は簡単に決定できる定数である。
たとえ時間（又は、ｓｉｎθ＝ωｔであるので、測定される対応した位相）が測定時点で知ることができないとしても、中間周波数（ＩＦ）で測定される共振器レスポンスの振幅が減衰指数包絡線（図６Ａにおいて線５８ａ及び５８ｂで示し、図６Ｂにおいて線５８ａ’及び５８ｂ’で示す）の内側にあることは知られている。（図６のによって模型を作った）、そして、５８ｂ））内部で合ったことは公知である。それぞれの減衰指数包絡線の時定数（ｂ）は、容易に決定され、簡単に再現可能である。これは、少なくとも２つ、及びおそらくより多くの振幅極大極小測定値が得られる場合、共振器レスポンスが減衰指数関数に合わせることができることを意味する。かくして、全ての振幅測定値は、共通の位相に正規化されることができ、このことにより大いに測定値の不確実さ及びそれに対応する誤差の可能性を減らすことができる。これは、各振幅極大極小測定値に基づいて時間ｔについて方程式Ａ（ｔ）を解くことによって達成することができる。測定値が減数指数関数のどこでとられたかを決定した後に、全ての振幅測定値の位相が公知であり且つ一定であるように、ｔ（又はθ）の同じ値に対して方程式Ａ（ｔ）をそれぞれ解くことができる。この正規化方法は、振幅確実性が更に必要とされるか又は要求されるときに、ここに開示されたインタロゲーションアルゴリズムのどれにおいてでも利用されることができる。

ここに開示した検索ルーチンが複数の共振素子の共振周波数を決定するために使用することができることは、本発明により理解されたい。例えば、少なくとも２つの共振素子が単一のセンサーに存在する場合、又は、単一共振素子の集合が所与の環境内に互いに近接して設けられている場合、ここに開示されたステップは各共振素子ごとに実行することができ又は必要に応じて繰り返すことができる。３つの別々の共振素子を有するＳＡＷ装置において、各共振器は、動作上はっきり区別できる異なる周波数範囲で動作するように構成されており、最初及びそれ以降の検索のための周波数範囲は重ならない筈である。

次に図７を参照するならば、本発明の更に別の特徴によるインタロゲータの第２の典型的な実施例を説明する。図７に図示する本発明の典型的な実施例は、この実施例がＳＡＷ装置にインタロゲーション信号を直接結合し且つＳＡＷ装置に振幅測定回路を直接結合していることを除いて、上述した典型的な実施例と同一の態様で動作する。

図７を更に参照するならば、図示されているＳＡＷインタロゲーション及びレスポンス測定装置７００は、電子制御周波数シンセサイザ７１０を具備しており、その出力が、インピーダンス整合装置７１２を介して測定対象の表面弾性波（ＳＡＷ）７２０に結合されている。当業者が熟知しているように、最大信号伝達および最小信号反射のためのインピーダンス整合は周知であるので、これ以上の説明は省略する。

電子制御周波数シンセサイザ７１０の動作は、詳細に後述するが、比較器７４０の一方の入力に印加される測定対象のＳＡＷ装置７２０からのレスポンスとして減衰波形７３０を生成する。比較器７４０の他方の入力には、プログラム可能な基準電圧７５０が供給される。そのプログラム可能な基準電圧７５０のプログラミングは、デシタルシグナルプロセサ（ＤＳＰ）７６０により連続近似レジスタ（ＳＡＲ）７７０及びデジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）７８０を介して制御することができる。

比較器７４０によって生成される出力信号は、デシタルシグナルプロセサ７６０に供給される。そのデシタルシグナルプロセサ７６０は、連続近似レジスタ７７０及び電子制御周波数シンセサイザ７１０と通信して、連続近似レジスタ７７０及び電子制御周波数シンセサイザ７１０の両方を制御するように構成することができる。デシタルシグナルプロセサ７６０は、ＳＡＷインタロゲーション及びレスポンス測定装置７００の動作により集められたデータ並びにＳＡＷインタロゲーション及びレスポンス測定装置７００の動作を制御するためのプログラムを格納するように構成することができる内部メモリ構成要素を含むことができる。

動作時、ＳＡＷインタロゲーション及びレスポンス測定装置７００は、電子制御周波数シンセサイザ７１０からパルス列を生成するようにプログラムすることができ、そのパルス列は、インピーダンス整合装置７１２を介してＳＡＷ装置７２０に印加される。ＳＡＷ装置７２０の共振周波数は、本発明の第１の実施例を参照して上述した広帯域パルスを印加することによって粗く決めることができる。これは、所望のバンド幅をもたらすために十分なパルス長を有するパルス列で実現することができる。ハルスの間隔は、パルス長がＳＡＷ装置を完全に付勢するに十分である場合には、１個のパルスのみが使用されるようにしなければならず、そうでない場合には、ＳＡＷ装置のエネルギーレベルが増加し続けるに十分な速さでパルスを繰り返す必要がある。エネルギーレベルが十分になった後には、時定数特性から決定されるように、振幅が比較器７４０を使用して測定することができる。

ＳＡＷ質問および応答レスポンス測定システム７００は、高精度の周波数の応答性の高い電子制御周波数シンセサイザ７１０を有しており、その電子制御周波数シンセサイザ７１０は、或る実施例では、位相ロックループ（ＰＬＬ）型周波数シンセサイザとすることができる。電子制御周波数シンセサイザ７１０は、段階的に周波数を変化し、ＳＡＷ装置７２０がインピーダンス整合装置７１２を介して付勢されるとき、バンド幅は変えられる。ＳＡＷ装置７２０からの減衰波形７３０の振動振幅は、プログラム可能な基準電圧７５０と動作する比較器７４０によって閾値基準電圧と比較される。

図７に図示される典型的な回路において、Ｄ／Ａ変換器７８０は、基準電圧レベルの出力を供給し、その基準電圧レベルは、比較器７４０の入力の一方に結合される。その基準電圧レベルの精度は、Ｄ／Ａ変換器７８０のビット数によって決定される。当業者が周知のように、ビット数が多ければ多いほど、隣接する電圧レベルの間の増分量が小さくなり、試験結果の精度が高くなる。１段階の周波数の間に基準電圧と減衰波形とが交差しない場合、周波数を１段階変化させる命令が、デシタルシグナルプロセサ７６０から又は他の制御機構を介して発せられ、Ｎ個の平均値が取られる。別の実施例では、印加される信号位相が制御されない場合には、図６Ａ及び図６Ｂを参照して上述したように、更に別のソフトウェア制御が必要とされる可能性がある。

基準電圧と減衰波形とが交差した場合、上述した論議された実施例に対応する方法により、電圧推定を改善することができる。最後に、電圧値は、デシタルシグナルプロセサ７６０又は他に付属させることができるメモリに保存され、一組の測定値を準備することができ、試験対象のＳＡＷ装置７２０のガウスレスポンスの既知の形に適合させることができる。公知のガウス分布に適合させることにより、上述したように共振周波数を決定することができる。

本発明を本発明の具体的な実施例に関して詳細に説明したが、上記説明を理解した当業者は、上記した実施例の変更例、変形例又は均等例を容易につくることができることは理解されたい。従って、実施例の開示は、発明を限定するものではなく、例示するものであり、本発明は、当業者には明らかなように、そのような変更例、変形例又は本発明への追加を含むものである。

Claims

共振装置の共振周波数を決定する方法であって、当該方法は、
最初の指定の周波数範囲を少なくとも２つの第１の検索周波数範囲に分割し、
前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲において第１の帯域幅を有する１つ以上の第１のインタロゲーションパルスを前記共振装置に送って前記共振装置を付勢し、
前記１つ以上の第１のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスを監視して、前記共振装置から送信されたエネルギー量が第１の所定の閾値を上回っているかどうか判定し、
前記１つ以上の第１のインタロゲーションパルスに応答して前記共振装置から送信されたエネルギー量が第１の所定の閾値を上回っていない場合、前記１つ以上の第１のインタロゲーションパルスに応答して前記共振装置から送信されたエネルギー量が第１の所定の閾値を上回るまで、前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲内において、更に分割した検索周波数範囲について上記した分割、付勢、監視のステップを繰り返す
ことを特徴とする方法。
前記最初の指定の周波数範囲は共振装置の想定動作範囲に対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記分割ステップの前に、
前記共振装置の想定動作範囲の中心周波数に対応する周波数と第１の帯域幅を有する１つ以上の最初のインタロゲーションパルスを前記共振装置に結合して前記共振装置を付勢し、
前記１つ以上の最初のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスを監視して、前記共振装置から送信されたエネルギー量が前記第１の所定の閾値を上回っているかどうか判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲は、前記共振装置の想定動作範囲の最低周波数から前記共振装置の想定動作範囲の中心周波数までの第１の検索周波数範囲と、前記共振装置の想定動作範囲の中心周波数から前記共振装置の想定動作範囲の最高周波数までの第２の検索周波数範囲とからなることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記共振装置の共振周波数の予測値に対応する周波数と第１の帯域幅を有する１つ以上の最初のインタロゲーションパルスを前記共振装置に結合して前記共振装置を付勢し、
前記１つ以上の最初のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスを監視して、前記共振装置から送信されたエネルギー量が前記第１の所定の閾値を上回っているかどうか判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲は、前記共振装置の想定動作範囲の最低周波数から前記共振装置の共振周波数の予測値までの第１の検索周波数範囲と、前記共振装置の共振周波数の予測値から前記共振装置の想定動作範囲の最高周波数までの第２の検索周波数範囲とからなることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記付勢ステップは、前記第１のインタロゲーションパルスの連続パルス列を前記共振装置に結合することから成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記更に分割した検索周波数範囲は、前記少なくとも２つの第１の検索周波数範囲の内から選択した第１の検索周波数範囲内の少なくとも２つの更に狭い周波数範囲からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記共振装置のレスポンスを監視する前記ステップは、
少なくとも２つの最大又は最小の振幅測定値を得て、
全ての測定値の位相を所定の基準位相に正規化する
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
第２の指定の周波数範囲を少なくとも２つの第２の検索周波数範囲に分割し、
前記少なくとも２つの第２の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲において、前記第１の帯域幅より狭い第２の帯域幅を有する１つ以上の第２のインタロゲーションパルスを前記共振装置に結合して前記共振装置を付勢し、
前記１つ以上の第２のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスを監視して、前記共振装置から送信されたエネルギー量が第２の所定の閾値を上回っているかどうか判定し、
前記１つ以上の第２のインタロゲーションパルスに応答して前記共振装置から送信されたエネルギー量が第２の所定の閾値を上回っていない場合、前記１つ以上の第２のインタロゲーションパルスに応答して前記共振装置から送信されたエネルギー量が第２の所定の閾値を上回るまで、前記少なくとも２つの第２の検索周波数範囲内において、更に分割した検索周波数範囲について上記した分割、付勢、監視のステップを繰り返す
ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第２の指定の周波数範囲は、前記第１の帯域幅を有する前記１つ以上の第１のインタロゲーションパルスに対する共振装置のレスポンスが前記第１の所定の閾値を上回る検索周波数範囲に対応することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
前記第２の指定の周波数範囲の中心周波数に対応する周波数と第２の帯域幅を有する１つ以上の第２のインタロゲーションパルスを前記共振装置に結合して前記共振装置を付勢し、
前記１つ以上の第２のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスを監視して、前記共振装置から送信されたエネルギー量が前記第２の所定の閾値を上回っているかどうか判定する
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
共振装置のための最適のインタロゲーション周波数を決定する方法であって、当該方法は、
所与の周波数範囲内の複数の異なる周波数で、所与の帯域幅を有する１つ以上のインタロゲーションパルスを共振装置に結合し、
前記複数の異なる周波数での前記共振装置のレスポンスの振幅測定値を獲得し、
各繰返しにおいて送信されるインタロゲーションパルスが、先行する繰返しでのパルスの帯域幅以下の帯域幅を有しており、且つ、各繰返しにおいて１つ以上のインタロゲーションパルスが送信される前記複数の異なる周波数が、先行する繰返しでの複数の周波数範囲の内の選択した部分内にあるように、前記結合ステップと前記獲得ステップとを一回以上の連続した繰り返す
ことを特徴とする方法。
前記結合ステップの最初の繰返しでの所与周波数範囲は、共振装置の想定動作範囲に対応することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記獲得ステップで得られたレスポンス振幅測定値の何かが所定の値を上回るかどうか決定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記結合ステップ及び前記獲得ステップの各繰返しは、前記複数の異なる周波数の内のどの具体的な周波数でレスポンス最大振幅測定値が得られたかを判定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記各後続する繰返しのための所与の周波数範囲は、先行する繰返しでの判定ステップにおいて特定された前記具体的な周波数を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
各繰返しでの前記結合ステップで１つ以上のインタロゲーションパルスが結合される前記複数の異なる周波数が、前記所与の周波数範囲の中心周波数を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記獲得ステップは、
少なくとも２つの最大又は最小の振幅測定値を得て、
全ての測定値の位相を所定の基準位相に正規化する
ことを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記獲得ステップは、各獲得した最大又は最小の振幅測定値を、既知の時定数を有する減衰指数関数曲線に合わせることを含むことを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
共振装置にインタロゲートする方法であって、当該方法は、
１つ以上の検索周波数範囲を決め、
前記１つ以上の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲内の選択した周波数で１つ以上のインタロゲーションパルスを前記共振装置に結合して前記共振装置を付勢し、
前記選択した周波数の前記１つ以上のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスが第１の所定の値を上回っているかどうか判定し、
前記判定ステップにおいて前記共振装置のレスポンスが第１の所定の値を上回っていない場合には、前記１つ以上の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲を少なくとも２つの新しい検索周波数範囲に分割して、前記共振装置のレスポンスが第１の所定の値を上回るまで、前記付勢ステップと前記判定ステップと前記分割ステップとを繰り返す
ことを特徴とする方法。
前記１つ以上の検索周波数範囲は前記共振装置の想定動作範囲を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
前記１つ以上の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲内の選択した周波数で結合される１つ以上のインタロゲーションパルスは、第１の比較的広い帯域幅を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
１つ以上の第２の検索周波数範囲を決め、
前記１つ以上の第２の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲の選択した周波数で前記第１の比較的広い帯域幅より狭い第２の帯域幅を有する１つ以上のインタロゲーションパルスを前記共振装置に結合して前記共振装置を付勢し、
前記１つ以上の第２の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲の選択した周波数の前記１つ以上のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスが第２の所定の閾値を上回っているかどうか判定し、
前記共振装置のレスポンスが第２の所定の閾値を上回っていない場合、前記１つ以上の第２の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲を、少なくとも２つの更に分割した検索周波数範囲に分割して、前記共振装置のレスポンスが第２の所定の閾値を上回るまで、上記した分割、付勢、判定のステップを繰り返す
ことを更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
前記１つ以上の第２の検索周波数範囲は、第１の比較的広い帯域幅を有する１つ以上のインタロゲーションパルスに対する前記共振装置のレスポンスが前記第１の所定の値を上回る検索周波数範囲を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
前記１つ以上のインタロゲーションパルスが結合される前記１つ以上の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲の選択した周波数が、それぞれの検索周波数範囲の中心周波数から成ることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
前記分割ステップが、前記１つ以上の検索周波数範囲の内の選択した検索周波数範囲の各々を、先行する検索周波数範囲の下半分に対応する第１の新しい周波数範囲と、先行する検索周波数範囲の上半分に対応する第２の新しい周波数範囲とに分割することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
前記分割ステップにおいて得られる各新しい周波数範囲は、前記１つ以上の検索周波数範囲に関して既に設定した周波数範囲より狭いことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
前記判定ステップは、
少なくとも２つの最大又は最小の振幅測定値を得て、
全ての測定値の位相を所定の基準位相に正規化する
ことを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。