JP2992705B2 - 超音波走査装置 - Google Patents
超音波走査装置Info
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- JP2992705B2 JP2992705B2 JP3012746A JP1274691A JP2992705B2 JP 2992705 B2 JP2992705 B2 JP 2992705B2 JP 3012746 A JP3012746 A JP 3012746A JP 1274691 A JP1274691 A JP 1274691A JP 2992705 B2 JP2992705 B2 JP 2992705B2
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中においてファンビ
ーム走査を行う超音波走査装置に関するものである。
ーム走査を行う超音波走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来の超音波走査装置のファンビーム走査
による測定範囲を図４に示す。図４において、１０１は
送受波器、１０２は水面、１０３は海底、１０４は送受
波器１０１の走査範囲である。
による測定範囲を図４に示す。図４において、１０１は
送受波器、１０２は水面、１０３は海底、１０４は送受
波器１０１の走査範囲である。
【０００３】送受波器１０１は、図示しない超音波走査
装置本体からのファンビーム角毎の走査指示に基づいて
水中への超音波送受信を行い、受信した受信エコー信号
を装置本体へと送出する。送受波器１０１の測定範囲
（Ｒ）は予め装置本体において設定されており、装置本
体側では、受信エコー信号のうち測定範囲（Ｒ）内の信
号だけを検出し、その後のデータ処理を行う。
装置本体からのファンビーム角毎の走査指示に基づいて
水中への超音波送受信を行い、受信した受信エコー信号
を装置本体へと送出する。送受波器１０１の測定範囲
（Ｒ）は予め装置本体において設定されており、装置本
体側では、受信エコー信号のうち測定範囲（Ｒ）内の信
号だけを検出し、その後のデータ処理を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波走査
装置では、測定範囲が固定であったため、水面１０２或
いは海底１０３がファンビーム走査範囲内にある場合に
は、水面１０２或いは海底１０３からの超音波反射エコ
ーが入力されてしまうこととなり、精度の高いデータが
得られないという欠点があった。
装置では、測定範囲が固定であったため、水面１０２或
いは海底１０３がファンビーム走査範囲内にある場合に
は、水面１０２或いは海底１０３からの超音波反射エコ
ーが入力されてしまうこととなり、精度の高いデータが
得られないという欠点があった。
【０００５】即ち、図４に示すように送受波器１０１の
測定範囲が（Ｒ）の場合、超音波受信エコーの入力範囲
（Ｒ）が固定であるため、ファンビーム走査上限角
（ｍ）から水面１０２の付近（ｍ’）までは水面反射の
影響を受け、ファンビーム走査下限（ｎ）から海底１０
３の付近（ｎ’）までは海底反射の影響を受けることと
なる。
測定範囲が（Ｒ）の場合、超音波受信エコーの入力範囲
（Ｒ）が固定であるため、ファンビーム走査上限角
（ｍ）から水面１０２の付近（ｍ’）までは水面反射の
影響を受け、ファンビーム走査下限（ｎ）から海底１０
３の付近（ｎ’）までは海底反射の影響を受けることと
なる。
【０００６】従って、実質的には（ｍ’）から（ｎ’）
までの狭い範囲しかファンビーム走査ができず、更に水
面反射或いは海底反射の影響を受けることによって、精
度の低いデータとなってしまう。この水面反射或いは海
底反射の影響は、水面１０２と海底１０３の距離が狭
く、送受波器１０１の測定範囲（Ｒ）が長いほど大きく
なるものである。
までの狭い範囲しかファンビーム走査ができず、更に水
面反射或いは海底反射の影響を受けることによって、精
度の低いデータとなってしまう。この水面反射或いは海
底反射の影響は、水面１０２と海底１０３の距離が狭
く、送受波器１０１の測定範囲（Ｒ）が長いほど大きく
なるものである。
【０００７】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、実質的なファンビーム走査範囲を
狭めることなく、且つ水面反射や海底反射の影響を受け
ることなく測定可能な超音波走査装置を提供することを
目的とする。
めになされたもので、実質的なファンビーム走査範囲を
狭めることなく、且つ水面反射や海底反射の影響を受け
ることなく測定可能な超音波走査装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は超音波走査装置を、ファンビーム角毎の走査指
示信号に基づいて水中への超音波の送受信を行なう送受
波器と、水中における送受波器の水面迄の距離と海底迄
の距離、該送受波器の測定範囲、水面及び海底からの反
射波の影響を受けない距離に基づいてデータ受信範囲を
設定する手段と、送受波器からの受信データがデータ受
信範囲内であるかどうかを検出する手段と、送受波器か
らの受信データがデータ受信範囲内にあるとき該受信デ
ータに所定の処理を行なう手段とを具備する構成とし
た。
本発明は超音波走査装置を、ファンビーム角毎の走査指
示信号に基づいて水中への超音波の送受信を行なう送受
波器と、水中における送受波器の水面迄の距離と海底迄
の距離、該送受波器の測定範囲、水面及び海底からの反
射波の影響を受けない距離に基づいてデータ受信範囲を
設定する手段と、送受波器からの受信データがデータ受
信範囲内であるかどうかを検出する手段と、送受波器か
らの受信データがデータ受信範囲内にあるとき該受信デ
ータに所定の処理を行なう手段とを具備する構成とし
た。
【０００９】
【作用】本発明によれば、水中における送受波器の水面
迄の距離と海底迄の距離、該送受波器の測定範囲、水面
及び海底からの反射波の影響を受けない距離に基づいて
データ受信範囲を設定する手段により、送受波器の位置
に従った受信範囲が設定される。更に、受信データがそ
の範囲内であるかどうかを検出し、範囲内であるときに
所定の処理を行う手段により、受信範囲外の水面反射や
海底反射データは除去されることになる。
迄の距離と海底迄の距離、該送受波器の測定範囲、水面
及び海底からの反射波の影響を受けない距離に基づいて
データ受信範囲を設定する手段により、送受波器の位置
に従った受信範囲が設定される。更に、受信データがそ
の範囲内であるかどうかを検出し、範囲内であるときに
所定の処理を行う手段により、受信範囲外の水面反射や
海底反射データは除去されることになる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す超音波走査装置の
構成を示すブロック図である。
する。図１は本発明の一実施例を示す超音波走査装置の
構成を示すブロック図である。
【００１１】図１において、１は送受波器であり、送受
波器１はＣＰＵ５の指示に従って超音波を送信すると共
に、受信したデータをディジタル（シリアルデータ）で
出力する。６は前記送受波器１から出力された受信デー
タを受信エコー信号とサンプリングコードに分離する分
離回路、７は前記分離回路６からの出力に基づき、シリ
アルな受信データをパラレル信号に変換するシリアル／
パラレル変換器、８は前記シリアル／パラレル変換器７
の出力データからサンプリングデータを検出する毎に１
パルスを出力するコード検出器、９は前記コード検出器
８からのパルスをカウントアップし、比較器１０に出力
する距離カウンタ、１１はフリップフロップ回路であ
る。
波器１はＣＰＵ５の指示に従って超音波を送信すると共
に、受信したデータをディジタル（シリアルデータ）で
出力する。６は前記送受波器１から出力された受信デー
タを受信エコー信号とサンプリングコードに分離する分
離回路、７は前記分離回路６からの出力に基づき、シリ
アルな受信データをパラレル信号に変換するシリアル／
パラレル変換器、８は前記シリアル／パラレル変換器７
の出力データからサンプリングデータを検出する毎に１
パルスを出力するコード検出器、９は前記コード検出器
８からのパルスをカウントアップし、比較器１０に出力
する距離カウンタ、１１はフリップフロップ回路であ
る。
【００１２】１２−１〜１２−５はレジスタであり、１
２−１は前記送受波器１から水面２（図２を参照）まで
の距離の値を保持する水面距離レジスタ、１２−２は前
記送受波器１から海底３までの距離の値を保持する海底
距離レジスタ、１２−３は送受波器１の測定範囲の値を
保持する測定範囲レジスタ、１２−４は水面２及び海底
３のからの反射の影響を受けない距離（分離幅）の値を
保持する分離幅レジスタ、１２−５は前記ＣＰＵ５によ
って設定された送受波器１の受信範囲の値を保持する受
信範囲レジスタである。１３は受信データを記憶すると
共にこの超音波走査装置のデータ処理部（図示せず）に
出力する受信データメモリ、１４は前記受信データメモ
リ１３のアドレスを設定するアドレスカウンタである。
２−１は前記送受波器１から水面２（図２を参照）まで
の距離の値を保持する水面距離レジスタ、１２−２は前
記送受波器１から海底３までの距離の値を保持する海底
距離レジスタ、１２−３は送受波器１の測定範囲の値を
保持する測定範囲レジスタ、１２−４は水面２及び海底
３のからの反射の影響を受けない距離（分離幅）の値を
保持する分離幅レジスタ、１２−５は前記ＣＰＵ５によ
って設定された送受波器１の受信範囲の値を保持する受
信範囲レジスタである。１３は受信データを記憶すると
共にこの超音波走査装置のデータ処理部（図示せず）に
出力する受信データメモリ、１４は前記受信データメモ
リ１３のアドレスを設定するアドレスカウンタである。
【００１３】送受波器１は、ＣＰＵ５からの走査ファン
ビーム角毎に超音波の送信を開始する。送受波器１より
出力された受信データは（受信エコー信号とサンプリン
グコードのペアで構成される連続データ）は、分離回路
６で分離され、シリアル／パラレル変換器７によりパラ
レル信号となる。コード検出器８は、このシリアル／パ
ラレル変換器７から出力されるサンプリングコードを検
出して、パルスを出力する。距離カウンタ９は、コード
検出器８からの出力パルスをカウントアップして、比較
器１０に出力する。
ビーム角毎に超音波の送信を開始する。送受波器１より
出力された受信データは（受信エコー信号とサンプリン
グコードのペアで構成される連続データ）は、分離回路
６で分離され、シリアル／パラレル変換器７によりパラ
レル信号となる。コード検出器８は、このシリアル／パ
ラレル変換器７から出力されるサンプリングコードを検
出して、パルスを出力する。距離カウンタ９は、コード
検出器８からの出力パルスをカウントアップして、比較
器１０に出力する。
【００１４】なお、超音波の受信距離（Ｌ）は、１サン
プリング当りの距離を（ｌ）とすると次式で求められ
る。 ｌ＝ｖ／２ｆ Ｌ＝ｌ・Ｔ （ただし、ｖは音速、ｆはサンプリング周波数、Ｔはサ
ンプリングコード総数）ＣＰＵ５は、送受波器１への作
動指示と共に、走査ファンビーム角及び水面距離レジス
タ１２−１，海底距離レジスタ１２−２，測定範囲レジ
スタ１２−３，分離幅レジスタ１２−４に記憶されたデ
ータに基づいて受信範囲を決定する。
プリング当りの距離を（ｌ）とすると次式で求められ
る。 ｌ＝ｖ／２ｆ Ｌ＝ｌ・Ｔ （ただし、ｖは音速、ｆはサンプリング周波数、Ｔはサ
ンプリングコード総数）ＣＰＵ５は、送受波器１への作
動指示と共に、走査ファンビーム角及び水面距離レジス
タ１２−１，海底距離レジスタ１２−２，測定範囲レジ
スタ１２−３，分離幅レジスタ１２−４に記憶されたデ
ータに基づいて受信範囲を決定する。
【００１５】図２は送受波器１の走査範囲を示す図であ
る。同図に示すように走査ファンビーム角（θ）が
（＋）の場合、水面距離レジスタ１２−１の値（Ｈ
１）、測定範囲レジスタ１２−３の値（Ｒ）及び分離幅
レジスタ１２−４の値（Δｈ）に基づき、次の式に従っ
て受信範囲（ｒ）を決定して、受信範囲レジスタ１２−
５に送出する。なお、図中、２は水面、３は海底、４は
送受波器１の走査範囲である。
る。同図に示すように走査ファンビーム角（θ）が
（＋）の場合、水面距離レジスタ１２−１の値（Ｈ
１）、測定範囲レジスタ１２−３の値（Ｒ）及び分離幅
レジスタ１２−４の値（Δｈ）に基づき、次の式に従っ
て受信範囲（ｒ）を決定して、受信範囲レジスタ１２−
５に送出する。なお、図中、２は水面、３は海底、４は
送受波器１の走査範囲である。
【００１６】走査ファンビーム角（θ）におけるビーム
高（ｈ）は、 ｈ＝Ｒ・ｔａｎ（θ） によって求められる。一方、走査すべき高さは、水面距
離（Ｈ１）から分離幅（Δｈ）を引いた値（Ｈ１−Δ
ｈ）であるから、この値とビーム高さ（ｈ）とを比較し
て、水面（水面より分離幅分低い位置）よりもビーム高
さが低い場合（ｈ＜Ｈ１−Δｈ）には、 ｒ＝Ｒ 水面（水面２より分離幅Δｈ分低い位置）よりもビーム
高さが高い場合（ｈ≧Ｈ１−Δｈ）には、
高（ｈ）は、 ｈ＝Ｒ・ｔａｎ（θ） によって求められる。一方、走査すべき高さは、水面距
離（Ｈ１）から分離幅（Δｈ）を引いた値（Ｈ１−Δ
ｈ）であるから、この値とビーム高さ（ｈ）とを比較し
て、水面（水面より分離幅分低い位置）よりもビーム高
さが低い場合（ｈ＜Ｈ１−Δｈ）には、 ｒ＝Ｒ 水面（水面２より分離幅Δｈ分低い位置）よりもビーム
高さが高い場合（ｈ≧Ｈ１−Δｈ）には、
【００１７】 により求められる。また、走査ファンビーム角（θ）が
（−）の場合にも、海底距離レジスタ１２−２の値（Ｈ
２）、測定範囲レジスタ１２−３の値（Ｒ）及び分離幅
レジスタ１２−４の値（Δｈ）に基づいて同様に受信範
囲（ｒ）を決定する。
（−）の場合にも、海底距離レジスタ１２−２の値（Ｈ
２）、測定範囲レジスタ１２−３の値（Ｒ）及び分離幅
レジスタ１２−４の値（Δｈ）に基づいて同様に受信範
囲（ｒ）を決定する。
【００１８】ＣＰＵ５は、更に受信範囲（ｒ）を次式に
従って求められたサンプリングコード数（ｔ）に変換し
て受信範囲レジスタ１２−５にセットする。 ｔ＝ｒ／ｌ（ｌは１サンプリング当りの距離）
従って求められたサンプリングコード数（ｔ）に変換し
て受信範囲レジスタ１２−５にセットする。 ｔ＝ｒ／ｌ（ｌは１サンプリング当りの距離）
【００１９】比較器１０は、距離カウンタ９の値と受信
範囲レジスタ１２−５の値とを比較し、等しい場合に、
フリップフロップ回路１１に出力する。フリップフロッ
プ回路１１の出力によって距離カウンタ９とアドレスカ
ウンタ１４とがリセットされ、受信データメモリ１３へ
の書き込みは禁止される。
範囲レジスタ１２−５の値とを比較し、等しい場合に、
フリップフロップ回路１１に出力する。フリップフロッ
プ回路１１の出力によって距離カウンタ９とアドレスカ
ウンタ１４とがリセットされ、受信データメモリ１３へ
の書き込みは禁止される。
【００２０】図３は、本発明の超音波走査装置によって
実質的に走査される範囲を示す図であり、ファンビーム
走査範囲を狭めることなく、また水面２、海底３の付近
においてもそれぞれ分離幅分離れた距離までが走査され
ることになる。
実質的に走査される範囲を示す図であり、ファンビーム
走査範囲を狭めることなく、また水面２、海底３の付近
においてもそれぞれ分離幅分離れた距離までが走査され
ることになる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、送
受波器の水面迄の距離と海底迄の距離、該送受波器の測
定範囲、水面及び海底からの反射波の影響を受けない距
離に基づいてデータ受信範囲を設定するため、送受波器
の走査範囲を狭くすることなく、更に水面、海底の反射
エコーを受けることなく超音波エコーの受信が可能とな
り、鮮明な精度の高いデータを得ることができるという
優れた効果が得られる。
受波器の水面迄の距離と海底迄の距離、該送受波器の測
定範囲、水面及び海底からの反射波の影響を受けない距
離に基づいてデータ受信範囲を設定するため、送受波器
の走査範囲を狭くすることなく、更に水面、海底の反射
エコーを受けることなく超音波エコーの受信が可能とな
り、鮮明な精度の高いデータを得ることができるという
優れた効果が得られる。
【図１】本発明の超音波走査装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】送受波器の走査範囲を示す図である。
【図３】本発明の超音波走査装置による走査範囲を示す
図である。
図である。
【図４】従来の超音波走査装置による走査範囲を示す図
である。
である。
１ 送受波器 ５ ＣＰＵ ６ 分離回路 ７ シリアル／パラレル変換器 ８ コード検出器 ９ 距離カウンタ １０ 比較器 １１ フリップフロップ回路 １２ レジスタ １３ 受信データメモリ １４ アドレスカウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手川 富三郎 神奈川県川崎市川崎区東扇島３番地 東 京電力株式会社東扇島火力発電所内 (72)発明者 浜詰 靖博 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 細田 義男 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 渋谷 俊明 神奈川県川崎市川崎区東扇島３番地 東 京電力株式会社東扇島火力発電所内 (56)参考文献 特開 昭62−237374（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−44382（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−88679（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−170082（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−181882（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (1)
- 【請求項１】ファンビーム角毎の走査指示信号に基づい
て水中への超音波の送受信を行なう送受波器と、 水中における前記送受波器の水面迄の距離と海底迄の距
離、該送受波器の測定範囲、水面及び海底からの反射波
の影響を受けない距離に基づいてデータ受信範囲を設定
する手段と、 前記送受波器からの受信データが前記データ受信範囲内
であるかどうかを検出する手段と、前記送受波器からの受信データが 前記データ受信範囲内
にあるとき該受信データに所定の処理を行なう手段とを
具備することを特徴とする超音波走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012746A JP2992705B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | 超音波走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3012746A JP2992705B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | 超音波走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279880A JPH04279880A (ja) | 1992-10-05 |
| JP2992705B2 true JP2992705B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=11813988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3012746A Expired - Fee Related JP2992705B2 (ja) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | 超音波走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992705B2 (ja) |
-
1991
- 1991-01-09 JP JP3012746A patent/JP2992705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04279880A (ja) | 1992-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |