JP3413922B2 - 超音波検知器 - Google Patents

超音波検知器

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JP3413922B2
JP3413922B2 JP00253694A JP253694A JP3413922B2 JP 3413922 B2 JP3413922 B2 JP 3413922B2 JP 00253694 A JP00253694 A JP 00253694A JP 253694 A JP253694 A JP 253694A JP 3413922 B2 JP3413922 B2 JP 3413922B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して障害
物や人体を検知する超音波検知器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】超音波検知器は、超音波を利用してセン
シングを行うものであり、超音波パルス信号を間歇的に
送波し、周辺に存在する障害物や人体からの反射波を受
波することで障害物や人体を検知するものである。この
種の超音波検知器には超音波振動子の断線等の異常や電
源の瞬時停電等による誤検知を防ぐ機能を備えたものが
特開平3−138587号や特開昭52−124175
号等に示されるように従来からあるが、図6に示す昇圧
用トランス4を用いた超音波検知器において、昇圧用ト
ランス4の異常を検出するものはなかった。
【0003】この図6に示す超音波検知器はCPUのよ
うな演算制御機能を有する演算制御部1から送波信号を
出力し、増幅トランジスタ2、3で増幅し、更に昇圧用
トランス4で昇圧して超音波マイクロフォンからなる超
音波振動子5へ出力するようになっている。図7はこの
回路の各部の出力を示し、同図(b)に示す演算制御部
1から出力される送波信号のパルスは例えばV0P=5V
のパルスからなる。この電圧は演算制御部1に安定化電
源部6から与えられる電源電圧に相当する。
【0004】この送波信号で増幅トランジスタ2,3が
昇圧用トランス4の一次巻線に接続れる図7(a)に示
す安定化電源部7の出力電圧(=8V)を増幅トランジ
スタ2,3でスイッチングして図7(c)に示す信号を
作成する。この信号電圧は昇圧用トランス4のトランス
作用により図7(d)に示すように例えばVPP=60V
の信号となって2次巻線側に現れ、この信号で超音波振
動子5を駆動することにより超音波振動子5を通じて超
音波パルス信号が送波される。尚図6のa点乃至d点の
信号波形が図7(a)乃至(d)に対応している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図7で示される信号波
形は昇圧用トランス4が正常な時の信号波形を示してい
るが、昇圧用トランス4の1次巻線と2次巻線とがショ
ートαした時には安定化電源部6、昇圧用トランス4、
超音波振動子5に過電流が流れて、そのまま放置すると
発火して非常に危険となるという問題がある。図8
(a)は正常な時の昇圧用トランス4の2次側に現れる
信号波形であるが、上記の1次、2次短絡の場合には過
電流が流れてその時の電圧降下分の数Vの直流が図8
(b)に示すように現れることになる。
【0006】本発明は、上述の問題点に鑑みて為された
もので、その目的とするところは昇圧用トランスの1次
側と2次側とのショートを検出し、発火が起きるのを未
然に防止することが可能で信頼性の高い超音波検知器を
提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明では、送波信号を昇圧用トランスで昇
圧して該昇圧した送波信号で超音波振動子を駆動して超
音波パルス信号を送波し、送波した超音波パルス信号の
反射信号を受波することで被検知物体を検知する超音波
検知器において、所定の直流電圧を出力する電源と、該
電源と昇圧用トランスの1次側の一端との間に接続した
抵抗と、昇圧用トランスの他端とグランドレベルとの間
に接続したスイッチング素子と、昇圧用トランスの1次
側の波形を観測する手段と、該手段で観測した昇圧用ト
ランスの1次側の波形より昇圧用トランスの異常の有無
を検知する手段とを備えたものである。
【0008】請求項2の発明では、送波信号を昇圧用ト
ランスで昇圧して該昇圧した送波信号で超音波振動子を
駆動して超音波パルス信号を送波し、送波した超音波パ
ルス信号の反射信号を受波することで被検知物体を検知
する超音波検知器において、昇圧用トランスの2次側の
波形を観測する手段と、該手段で観測した昇圧用トラン
スの2次側の波形としきい値とを比較するコンパレータ
を備えて、該コンパレータの出力がローレベルとハイレ
ベルとを繰り返している場合は正常と判断し、該コンパ
レータの出力がローレベルとハイレベルとのうちいずれ
か一方に連続してある場合は異常と判断して昇圧用トラ
ンスの異常の有無を検知する手段とを備えたものであ
る。
【0009】
【作用】請求項1の発明によれば、昇圧用トランスの1
次側の波形を、また昇圧用トランスの2次側の波形を夫
々観測しているので、1次側と2次側とのショートが起
きてもそのショートを検知することができ、その結果過
大電流が流れて発火が起きる前に処置が取れて発火事故
を未然に防止することが可能となり、信頼性の高い超音
波検知器を実現できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1)本実施例回路は請求項1の発明に対応する
もので、図1に示すように安定化電源部6の出力端と昇
圧用トランス4の1次巻線との間に電圧検出用抵抗Rを
挿入してこの抵抗Rと昇圧用トランス4の1次巻線との
接続点をコンパレータ8の反転入力端に接続している。
コンパレータ8は安定化電源部7の出力電圧を抵抗
1 ,R2 で分圧して得た閾値電圧Vth(=数V)を
非反転入力端に入力し、上記接続点の電圧と比較して昇
圧用トランス4の1次側信号波形を観測しており、上記
接続点の電圧が閾値電圧Vth以下になると、出力を”
H”とする。演算制御部1はコンパレータ8の出力をチ
ェックしており、コンパレータ8の出力が連続して”
H”の場合、異常発生と判定して安定化電源部6の動作
を停止する信号を出力するようになっている。安定化電
源部6はこの信号を受け取ると動作を停止する制御機能
を備えたものが使用される。
【0011】而して昇圧用トランス4が正常な状態で
は、安定化電源部6から図2(a)に示す例えば8Vの
直流電圧が出力され、演算制御部1からは間歇的に送波
信号が出力され、この送波信号を増幅用トランジスタ
2,3のスイッチング増幅により増幅してその増幅した
送波信号を昇圧用トランス4により図2(c)に示すよ
うに昇圧する。この昇圧した送波信号により超音波マイ
クロフォンからなる超音波振動子5を駆動して超音波パ
ルス信号を送波させる。
【0012】この時昇圧用トランス4の1次巻線と抵抗
Rとの接続点の電圧は図2(b)に示すようになり、増
幅用トランジスタ2,3のスイッチング時に多少低下す
るが、閾値電圧Vth以下となはならず、そのためコン
パレータ8の出力は”L”のままとなっている。次に昇
圧用トランス4の1次巻線と2次巻線との間でショート
αが起きると、安定化電源部6の出力電圧は図3(a)
に示すように数V(8V未満)に低下し、また超音波振
動子5に与えられる送波信号は図3(c)に示す数Vの
直流電圧となる。ここで昇圧用トランス4の1次巻線と
抵抗Rとの接続点の電圧、つまりコンパレータ8の反転
入力端の電圧は図3(b)に示すように数Vとなって閾
値電圧Vthを下回り、結果コンパレータ8は出力を”
H”に反転する。演算制御部1はこのコンパレータ8の
出力より異常発生と判定して安定化電源部6の動作を停
止させる信号を出力する。この信号を受け取った安定化
電源部6は動作を停止し、上記ショートαによって過大
電流が流れるのを防止する。
【0013】このようにして本実施例では昇圧用トラン
ス4の1次巻線と2次巻線との間でショートαが起きた
場合にはこれを昇圧用トランス4の1次側の電圧により
検出して安定化電源部6の動作を停止させるため、過大
電流による発火を未然に防ぐことができるのである。尚
図1の回路では反射波の受波処理系についての回路は図
示していないが、反射波の処理は周知の回路を使用すれ
ば良いため、省略してある。
【0014】(実施例2)本実施例は請求項2の発明に
対応する実施例であり、図4に示すように昇圧用トラン
ス4の2次出力電圧をコンパレータ8の反転入力端に接
続している。コンパレータ8は安定化電源部7の出力電
圧を抵抗R1 ,R2 で分圧して得た閾値電圧Vth(=
数V)を非反転入力端に入力し、上記2次出力電圧と比
較して昇圧用トランス4の2次側信号波形を観測してい
る。演算制御部1はコンパレータ8の出力を送波期間中
サンプリングして、そのコンパレータ8の出力が連続的
に”Hとなっている場合には異常状態と判定し、コンパ
レータ8の出力が”L”、”H”を繰り返している場合
には正常と判定し、異常状態と判定した時に安定化電源
部6の動作を停止する信号を出力するようになってい
る。安定化電源部6はこの信号を受け取ると動作を停止
する制御機能を備えたものが使用される。
【0015】而して昇圧用トランス4が正常な状態で
は、昇圧用トランス4の2次側からは図5(a)に示す
昇圧された送波信号が出力され、この送波信号により超
音波マイクロフォンからなる超音波振動子5が駆動され
超音波パルス信号が送波される。この送波期間ではコン
パレータ8の出力は”L””H”を繰り返すので、演算
制御部1は正常と判定し、安定化電源部6の動作を停止
させる信号を出力しない。
【0016】次に昇圧用トランス4の1次巻線と2次巻
線との間でショートαが発生すると、2次巻線の電圧、
つまり超音波振動子5を駆動する送波信号は図5(b)
のように数Vの直流電圧となる。従って昇圧用トランス
4の2次出力の波形を観測しているコンパレータ8の反
転入力端の電圧が閾値電圧Vthを下回り、コンパレー
タ8はその出力を連続的に”H”とする。このコンパレ
ータ8の出力を超音波パルス信号を送波する期間中サン
プリングしてチェックしている演算制御部1はコンパレ
ータ8の出力が連続して”H”であるため異常状態であ
ると判定して安定化電源部6の動作を停止させる信号を
出力する。安定化電源部6はこの信号を受け取ると動作
を停止して、上記ショートαによって過大電流が流れる
のを防止する。
【0017】このようにして本実施例では昇圧用トラン
ス4の1次巻線と2次巻線との間でショートαが起きた
場合にはこれを昇圧用トランス4の2次側の電圧により
検出して安定化電源部6の動作を停止させるため、過大
電流による発火を未然に防ぐことができるのである。尚
図4の回路では反射波の受波処理系についての回路は図
示していないが、反射波の処理は周知の回路を使用すれ
ば良いため、省略してある。
【0018】
【発明の効果】請求項1の発明は、送波信号を昇圧用ト
ランスで昇圧して該昇圧した送波信号で超音波振動子を
駆動して超音波パルス信号を送波し、送波した超音波パ
ルス信号の反射信号を受波することで被検知物体を検知
する超音波検知器において、所定の直流電圧を出力する
電源と、該電源と昇圧用トランスの1次側の一端との間
に接続した抵抗と、昇圧用トランスの他端とグランドレ
ベルとの間に接続したスイッチング素子と、昇圧用トラ
ンスの1次側の波形を観測する手段と、該手段で観測し
た昇圧用トランスの1次側の波形より昇圧用トランスの
異常の有無を検知する手段とを備え、また請求項2の発
明は、送波信号を昇圧用トランスで昇圧して該昇圧した
送波信号で超音波振動子を駆動して超音波パルス信号を
送波し、送波した超音波パルス信号の反射信号を受波す
ることで被検知物体を検知する超音波検知器において、
昇圧用トランスの2次側の波形を観測する手段と、該手
段で観測した昇圧用トランスの2次側の波形としきい値
とを比較するコンパレータを備えて、該コンパレータの
出力がローレベルとハイレベルとを繰り返している場合
は正常と判断し、該コンパレータの出力がローレベルと
ハイレベルとのうちいずれか一方に連続してある場合は
異常と判断して昇圧用トランスの異常の有無を検知する
手段とを備えているので、1次側と2次側とのショート
が起きてもそのショートを検知することができ、その結
果過大電流が流れて発火が起きる前に処置が取れて発火
事故を未然に防止することが可能となり、信頼性の高い
超音波検知器を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施例の回路構成図である。
【図2】同上の正常時の動作説明用波形図である。
【図3】同上の異常時の動作説明用波形図である。
【図4】請求項2の発明の実施例の回路構成図である。
【図5】同上の動作説明用波形図である。
【図6】従来例の回路構成図である。
【図7】同上の正常時の動作説明用波形図である。
【図8】同上の異常時の動作説明用波形図である。
【符号の説明】
1 演算制御部 4 昇圧用トランス 6 安定化電源部 8 コンパレータ α ショート

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送波信号を昇圧用トランスで昇圧して該昇
    圧した送波信号で超音波振動子を駆動して超音波パルス
    信号を送波し、送波した超音波パルス信号の反射信号を
    受波することで被検知物体を検知する超音波検知器にお
    いて、所定の直流電圧を出力する電源と、該電源と昇圧
    用トランスの1次側の一端との間に接続した抵抗と、昇
    圧用トランスの他端とグランドレベルとの間に接続した
    スイッチング素子と、昇圧用トランスの1次側の波形を
    観測する手段と、該手段で観測した昇圧用トランスの1
    次側の波形より昇圧用トランスの異常の有無を検知する
    手段とを備えた超音波検知器。
  2. 【請求項2】送波信号を昇圧用トランスで昇圧して該昇
    圧した送波信号で超音波振動子を駆動して超音波パルス
    信号を送波し、送波した超音波パルス信号の反射信号を
    受波することで被検知物体を検知する超音波検知器にお
    いて、昇圧用トランスの2次側の波形を観測する手段
    と、該手段で観測した昇圧用トランスの2次側の波形
    しきい値とを比較するコンパレータを備えて、該コンパ
    レータの出力がローレベルとハイレベルとを繰り返して
    いる場合は正常と判断し、該コンパレータの出力がロー
    レベルとハイレベルとのうちいずれか一方に連続してあ
    る場合は異常と判断して昇圧用トランスの異常の有無を
    検知する手段とを備えた超音波検知器。
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