JP2538454Y2 - 超音波検出器 - Google Patents

超音波検出器

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JP2538454Y2
JP2538454Y2 JP7591390U JP7591390U JP2538454Y2 JP 2538454 Y2 JP2538454 Y2 JP 2538454Y2 JP 7591390 U JP7591390 U JP 7591390U JP 7591390 U JP7591390 U JP 7591390U JP 2538454 Y2 JP2538454 Y2 JP 2538454Y2
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は、アンプ部とヘッド部が分離した超音波検
出器に関するものであり、特にアンプ部とヘッド部の接
続ラインの削減に関するものである。
[従来の技術] 第6図に、従来の超音波検出器を示す。この超音波検
出器はアンプ部2とヘッド部4とに分離されており、両
者は3線ケーブル6によって結合されている。第6図の
超音波検出器の回路を、第7図にブロック図で示す。制
御回路12からの制御信号により、超音波素子駆動回路10
は、間欠的に交流の超音波素子駆動信号を出力する。こ
の超音波素子駆動信号は、ケーブル6のライン6aを介し
て、ヘッド部4の超音波素子14に印加される。したがっ
て、超音波素子14は、超音波素子駆動信号に従って、間
欠的に振動し、超音波を発する。対象物16が無い場合に
は、この超音波は反射してこない。しかし、対象物16が
あると、超音波は反射して再び超音波素子14を振動させ
る。
このため、超音波素子14は反射波信号を生じ、反射波
信号はライン6aを介してアンプ部2に伝達される。反射
波検知回路18は、この反射波信号を検出して、検出出力
を制御回路12に与える。検出出力を受けた制御回路12
は、駆動トランジスタ20を導通させて、接続された負荷
22を動作させる。
これと同時に、制御回路12は、動作表示灯駆動回路24
に制御信号を与える。これを受けて動作表示灯駆動回路
24は、表示灯駆動信号を出力する。この表示灯駆動信号
は、ケーブル6のライン6bを介してヘッド部4のLED26
に印加される。
すなわち、LED26の点灯により、検出出力が出されて
いることを確認することができる。したがって、LED26
の点灯を見ながら、ヘッド部の位置を動かして、感度調
整を行うことができる。
[考案が解決しようとする課題] しかしながら、従来の超音波検出器には、次のような
問題点があった。
ヘッド部4において表示を行うために、表示灯駆動信
号を電送するライン6bを、超音波素子駆動信号用のライ
ン6aとは別に、設けなければならない。このため、アー
スライン6cと合せると計3本のラインで、アンプ部2と
ヘッド部4とを接続しなければならなかった。したがっ
て、結線作業に工数を要していた。
一方、アンプ部2に表示灯を設ければ、上記の問題は
生じない。しかし、ヘッド部4を移動させながら行う感
度調整の際に、表示灯を見るのが困難となり、調整作業
に工数を要することとなった。
この考案は、上記のような問題点を解決して、ヘッド
部において表示を行うことができると共に結線作業の容
易な超音波検出器を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 請求項1の超音波検出器は、 アンプ部には、 交流の超音波素子駆動信号を間欠的に発生する超音波
素子駆動手段、 一端が超音波素子駆動手段の出力に接続された直流阻
止手段、 直流阻止手段の他端に接続された第1の接続端子、 アースに接続された第2の接続端子、 直流阻止手段の一端側に接続され、第1の接続端子を
介してヘッド部から送られてきた反射波を検出する反射
波検知手段、 反射波検知手段の出力に基づいて、前記超音波素子駆
動信号に比較して十分に低い周波数の表示灯駆動信号を
出力する動作表示灯駆動手段、 動作表示灯駆動手段と第1の接続端子との間に設けら
れた第1の交流阻止手段、 を備え、 ヘッド部には、 アンプ部の第1の接続端子と接続される第3の接続端
子、 アンプ部の第2の接続端子と接続される第4の接続端
子、 第3の接続端子と第4の接続端子との間に接続された
超音波素子、 一端が第3の接続端子に接続された第2の交流阻止手
段、 第2の交流阻止手段の他端と第4の接続端子との間に
設けられた動作表示灯、 を備えたことを特徴としている。
請求項2の超音波検出器は、 逆並列に接続された有極性の発光素子を動作表示灯と
したことを特徴としている。
請求項3の超音波検出器は、 超音波素子駆動信号の送出タイミングに同期させて表
示灯駆動信号を出力することを特徴としている。
請求項4の超音波検出器は、 アンプ部からは、超音波素子駆動信号と該超音波素子
駆動信号に比較して十分に周波数の低い表示灯駆動信号
とを重畳し1つのラインにてヘッド部へ送り、 ヘッド部では、重畳して送られてきた超音波素子駆動
信号と表示灯駆動信号の内、表示灯駆動信号のみを動作
表示灯に与えるようにしたこと、 を特徴としている。
[作用] 請求項1および3の超音波検出器は、超音波素子駆動
信号と表示灯駆動信号とを重畳し1つのラインにてヘッ
ド部へ送り、ヘッド部において、重畳して送られてきた
超音波素子駆動信号と表示灯駆動信号を分離するように
している。したがって、表示灯駆動信号のためのライン
を、超音波素子駆動信号のためのラインと別個に設ける
必要がない。
請求項2の超音波検出器は、逆並列に接続された有極
性の発光素子を動作表示灯としているので、2つの情報
を表示することができる。
請求項3の超音波検出器は、超音波素子駆動信号の送
出タイミングに同期させて表示灯駆動信号を出力するこ
とを特徴としている。したがって、表示灯駆動の変化
が、反射波信号に影響を与えるおそれがない。
[実施例] 第1図に、この考案の一実施例による超音波検出器の
ブロック図を示す。超音波素子14の駆動手段である超音
波素子駆動回路10からは、交流の超音波素子駆動信号β
が出力される。この駆動信号βは、直流阻止手段である
コンデンサ30を介して、第1の接続端子34に与えられ
る。また、動作表示灯駆動手段である動作表示灯駆動回
路24からの表示灯駆動信号δは、第1の交流阻止手段で
あるコイル32を介して、同じく第1の接続端子34に与え
られる。したがって、第1の接続端子34には、超音波素
子駆動信号βと表示灯駆動信号δとの重畳した信号が与
えられる。このため、第2図に示すように、アンプ部2
とヘッド部4とは、2線ケーブル7によって接続するこ
とができる。なお、ライン7bは、第2の接続端子36と第
4の接続端子37を接続するものであって、アースライン
である。
第1図に示す回路の動作タイミングを、第3図(Aな
いしF)に示す。制御回路12は、第3図Aに示すような
制御出力αを、超音波素子駆動回路10に与える。これを
受けて、超音波素子駆動回路10は、第3図Bに示すよう
に、500KHz程度の超音波素子駆動信号βを間欠的に発生
する。この超音波素子駆動信号βは、コンデンサ30を通
過して、第1の接続端子34、ケーブル7のライン7a、第
3の接続端子35を介し、ヘッド部4に伝達される。ヘッ
ド部4において、この超音波素子駆動信号βは、超音波
素子14に印加される。なお、第2の交流阻止手段である
コイル38が設けられているので、超音波素子駆動信号β
は表示灯であるLED26には印加されない。
超音波素子14、超音波素子駆動信号βが与えられる
と、振動して超音波を発する。対象物16が無い場合に
は、発せられた超音波は反射してこない。しかし、対象
物16があると超音波が反射し、再び超音波素子14まで戻
ってくる。この反射してきた超音波によって、超音波素
子14が振動して、反射波信号を生じる(第3図Bのイ、
ロ、ハ)。
この反射波信号は、ライン7aを介して、アンプ部2に
伝達される。アンプ部2に到達した反射波信号は、コン
デンサ30を通過して反射波検知回路18に入力される。な
お、コイル32があるので、反射波信号が、動作表示灯駆
動回路24に影響を与えることはない。反射波検知回路18
は、反射波信号を検出して、検出信号を制御回路12に与
える。これを受けて、制御回路12は、第3図Cに示すよ
うな、制御出力γを駆動トランジスタ20に与えて、負荷
22を動作させる。
これと同時に、制御回路12は、動作表示灯駆動回路24
にも制御出力γを与える。動作表示灯駆動回路24は、こ
れを受けて、第3図Dに示すような表示灯駆動信号δを
出力する。この表示灯駆動信号δは、コイル32を通過
し、ライン7aを介して、ヘッド部4に伝達される。ライ
ン7aには、この表示灯駆動信号δの他、パルス駆動回路
10からの超音波素子駆動信号βも送られているので、両
者は重畳され、第3図Eのような信号が伝達されること
となる。
第3図Eの信号の内、交流成分はコイル38によって阻
止されるので、LED26には、直流分である表示灯駆動信
号δのみが印加される(第3図F参照)。なお、この実
施例においては、容量性の超音波素子14を用いているの
で、直流成分が超音波素子14に印加されても問題はな
い。誘導性の超音波素子を用いる場合には、直列にコン
デンサを挿入しておくことが好ましい。
上記のようにして、検出出力があった時のみ、LED26
を点灯させることができる。
なお、コンデンサ30、コイル32,38の定数は、直流成
分阻止、交流成分阻止の目的に十分なものであることが
好ましい。この実施例においては、コンデンサ30を0.1
μF、コイル32を10mH、コイル38を10mH、抵抗40を1KΩ
とした。ただし、超音波素子駆動信号βを500kHz、第3
図AのT1を20μSec、T2を1mSecとし、超音波素子14を30
00pFとした場合の値である。
また、この実施例においては、表示灯駆動信号δの変
化点(第3図Dのホ参照)を、超音波素子駆動信号βの
送出開始タイミング(第3図Bのヘ参照)と合致させて
いる。このようにすることにより、表示灯駆動信号δの
変化点と微弱な反射波信号とが重なり誤検出を生じる事
態を防止できる。
他の実施例による超音波検出器のブロック図を第4図
に示す。また、そのタイミングチャートを第5図に示
す。この実施例においては、表示灯として、逆並列に接
続されたLED26,27を用いている。また、制御回路12は制
御出力γの他に、制御出力γも有している。制御回路
12は、反射波信号があれば、制御出力γのみを出す(第
5図Cの100参照)。また、反射波信号のレベルが第1
の所定レベルを越える場合には、制御出力γのみを出
す(第5図Cの102参照)。さらに、反射波信号が第1
の所定レベルより高い第2の所定レベルを越える場合に
は、制御出力γおよびγの双方を出力する(第5図C
の104参照)。
動作表示灯駆動回路24は、制御出力γのみが与えられ
た場合には、1周期(第5図AのT2をいう)おきに、+
8Vの表示灯駆動信号を出力する(第5図Eの200参
照)。この表示灯駆動信号は、かなり周波数が低いの
で、コイル32、コイル38を通過して、LED26を点灯させ
る。なお、LED27に対しては、逆電圧であるから、LED27
は点灯しない。すなわち、この状態においては、LED26
のみが点灯する(第5図Gの300参照)。
また、制御出力γのみが与えられた場合には、動作
表示灯駆動回路24は、1周期おきに−8Vの表示灯駆動信
号を出力する(第5図Eの202参照)。この表示灯駆動
信号により、LED27のみが点灯する(第5図Hの302参
照)。
さらに、制御出力γとγの双方が与えられると、動
作表示灯駆動回路24は、1周期ごとに+8Vと−8Vとに変
化する表示灯駆動信号を出力する(第5図Eの204参
照)。この表示灯駆動信号が与えられると、両LED26,27
が点灯する(第5図Gの304、第5図Hの306参照)。
したがって、この実施例によれば、反射波信号があれ
ばLED26が点灯し、反射波信号がやや強ければLED27が点
灯し、さらに強ければ両LED26,27が点灯する。したがっ
て、LED26,27を見ることにより反射波信号の強さがわか
り、調整が容易である。
なお、LED26,27の発光色を異なったものとしておく
と、識別が容易である。
また、上記実施例では、反射波信号の大きさによって
LED26,27を点灯させたが、その他の状態(例えば、電源
スイッチオン等)を表示するようにしても良い。いずれ
にしても、第4図の実施例によれば、ラインを増やすこ
となく、3つの状態を表示することができる。
なお、上記各実施例の図面に表示した電圧、電流等
は、一例である。
[考案の効果] 請求項1および3の超音波検出器は、超音波素子駆動
信号と表示灯駆動信号とを重畳し1つのラインにてヘッ
ド部へ送り、ヘッド部において、重畳して送られてきた
超音波素子駆動信号と表示灯駆動信号を分離するように
している。したがって、表示灯駆動信号のためのライン
を新たに設けることなく、ヘッド部において表示を行う
ことができる。
請求項2の超音波検出器は、逆並列に接続された有極
性の発光素子を動作表示灯としているので、2つの情報
を表示することができる。
請求項3の超音波検出器は、超音波素子駆動信号の送
出タイミングに同期させて表示灯駆動信号を出力するこ
とを特徴としている。したがって、表示灯駆動の変化
が、反射波信号に影響を与えて誤動作を行うおそれがな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例による超音波検出器のブロ
ック図、 第2図はアンプ部2とヘッド部4の接続状態を示す図、 第3図(AないしF)は第1図の回路の動作を示すタイ
ミングチャート、 第4図は他の実施例による超音波検出器のブロック図、 第5図(AないしH)は第4図の回路の動作を示すタイ
ミングチャート、 第6図は従来の超音波検出器のアンプ部2とヘッド部4
の接続状態を示す図、 第7図は第6図の超音波検出器のブロック図である。 2……アンプ部 4……ヘッド部 10……超音波素子駆動回路 14……超音波素子 18……反射波検知回路 24……動作表示灯駆動回路 26,27……LED 30……コンデンサ 32,38……コイル 34……第1の接続端子 35……第3の接続端子 36……第2の接続端子 37……第4の接続端子

Claims (4)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンプ部とヘッド部に分離された超音波検
    出器において、 アンプ部には、 交流の超音波素子駆動信号を間欠的に発生する超音波素
    子駆動手段、 一端が超音波素子駆動手段の出力に接続された直流阻止
    手段、 直流阻止手段の他端に接続された第1の接続端子、 アースに接続された第2の接続端子、 直流阻止手段の一端側に接続され、第1の接続端子を介
    してヘッド部から送られてきた反射波を検出する反射波
    検知手段、 反射波検知手段の出力に基づいて、前記超音波素子駆動
    信号に比較して十分に低い周波数の表示灯駆動信号を出
    力する動作表示灯駆動手段、 動作表示灯駆動手段と第1の接続端子との間に設けられ
    た第1の交流阻止手段、 を備え、 ヘッド部には、 アンプ部の第1の接続端子と接続される第3の接続端
    子、 アンプ部の第2の接続端子と接続される第4の接続端
    子、 第3の接続端子と第4の接続端子との間に接続された超
    音波素子、 一端が第3の接続端子に接続された第2の交流阻止手
    段、 第2の交流阻止手段の他端と第4の接続端子との間に設
    けられた動作表示灯、 を備えたことを特徴とする超音波検出器。
  2. 【請求項2】請求項1の超音波検出器において、 前記動作表示灯は、逆並列に接続された有極性の発光素
    子であることを特徴とするもの。
  3. 【請求項3】請求項1または2の超音波検出器におい
    て、 前記動作表示灯駆動手段は、超音波素子駆動信号の送出
    タイミングに同期させて表示灯駆動信号を出力すること
    を特徴とするもの。
  4. 【請求項4】アンプ部とヘッド部に分離された超音波検
    出器において、 アンプ部からは、超音波素子駆動信号と該超音波素子駆
    動信号に比較して十分に周波数の低い表示灯駆動信号と
    を重畳し1つのラインにてヘッド部へ送り、 ヘッド部では、重畳して送られてきた超音波素子駆動信
    号と表示灯駆動信号の内、表示灯駆動信号のみを動作表
    示灯に与えるようにしたこと、 を特徴とする超音波検出器。
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