JP5239054B2 - Ultrasonic distance sensor and ultrasonic distance measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、超音波式距離センサ及び超音波式距離測定方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic distance sensor and an ultrasonic distance measuring method.
従来から、上水、下水、河川及び貯水池等の水位測定や、薬品タンク及びスラリー攪拌槽等のレベル測定等に、超音波式距離センサが用いられている。
この種の超音波式距離センサとして、例えば下記特許文献1に示すように、被測定面に対して超音波パルスを発射するとともに、被測定面で反射された超音波パルスを受信する超音波送受波手段と、超音波送受波手段と被測定面との間の周囲温度を複数箇所で測定して、複数の温度データを出力する温度測定手段と、温度測定手段からの複数の温度データに基づいて、周囲温度の分布を解析する温度分布解析手段と、超音波送受波手段による超音波パルスの発射から受信までの時間を計測し、当該時間に基づいて超音波パルスの伝搬速度を求める伝搬速度演算手段と、温度分布解析手段により得られた周囲温度の分布に基づいて、伝搬速度演算手段により得られた伝搬速度を補正する温度補正手段と、温度補正手段から出力される補正後の伝搬速度データに基づいて、被測定面のレベルを測定して、レベル計測信号として出力するレベル測定手段と、を備える構成が知られている。この構成では、温度測定手段として、被測定面に対して、垂直の方向に、所定の間隔をおいて配設されている複数の温度計が採用されている。
そして、この超音波式距離センサによれば、超音波送受波器から被測定面までの周囲温度が均一でない条件においても、周囲温度の影響を受ける超音波の伝搬速度を正しく補正し、より正確なレベル計測(レベル測定)が可能とされている。
As an ultrasonic distance sensor of this type, for example, as shown in
According to this ultrasonic distance sensor, even when the ambient temperature from the ultrasonic transducer to the measurement surface is not uniform, the propagation speed of the ultrasonic wave affected by the ambient temperature is correctly corrected, and more accurate. Level measurement (level measurement) is possible.
しかしながら、前記従来の超音波式距離センサでは、複数の温度計を例えば壁面等に設置する必要があるため、設置に手間及び費用がかかるという問題があった。 However, the conventional ultrasonic distance sensor needs to install a plurality of thermometers on a wall surface or the like, for example, so that there is a problem that installation takes time and cost.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、周囲温度が均一でない場合でも正確なレベル測定を可能としつつ、容易に且つ低コストで設置することができる超音波式距離センサ、並びにこの超音波式距離センサを用いた超音波式距離測定方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic wave that can be easily and inexpensively installed while enabling accurate level measurement even when the ambient temperature is not uniform. An ultrasonic distance sensor and an ultrasonic distance measuring method using the ultrasonic distance sensor are provided.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る超音波式距離センサは、超音波を発信すると共に反射波を受信する超音波送受波手段を備え、前記超音波を発信してから前記反射波を受信するまでの時間を測定することにより、反射面までの距離を検出する超音波式距離センサであって、前記超音波の伝搬方向に沿って延在する構造物の表面温度を測定するため、回動可能に形成された温度計と、前記超音波を発信してから前記反射波を受信するまでの前記超音波の伝搬時間実測値と、前記構造物の表面温度から算出した前記超音波の伝搬速度とを用いて、前記反射面までの距離を検出する制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度計が測定した前記構造物の表面温度における前記超音波の伝搬速度を算出する伝搬速度算出部と、前記超音波式距離センサと、前記温度計による前記構造物の表面温度の測定位置との間の、前記超音波の伝搬方向に沿った距離である測定位置距離を、前記温度計の回動量に基づいて算出する測定位置距離算出部と、隣接する前記測定位置の区間の前記超音波の伝搬方向に沿った距離と、前記超音波の伝搬速度とを用いて、前記区間における前記超音波の伝搬時間計算値を算出すると共に、前記伝搬時間計算値の積算値を算出する伝搬時間計算値算出部と、前記伝搬時間計算値の積算値が前記伝搬時間実測値の半分を超えた場合に、前記測定位置が前記反射面を超えたと判断する反射面判断部と、を備え、前記制御部は、前記反射面を超えたと判断された前記測定位置である第1測定位置を用いて、前記反射面までの距離を検出することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
An ultrasonic distance sensor according to the present invention includes ultrasonic transmission / reception means for transmitting an ultrasonic wave and receiving a reflected wave, and measures a time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected wave is received. Thus, an ultrasonic distance sensor for detecting the distance to the reflecting surface, the temperature formed to be rotatable in order to measure the surface temperature of the structure extending along the propagation direction of the ultrasonic wave. Using the meter, the ultrasonic propagation time measured value from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected wave is received, and the ultrasonic wave propagation velocity calculated from the surface temperature of the structure, A control unit that detects a distance to a reflecting surface, and the control unit calculates a propagation velocity of the ultrasonic wave at a surface temperature of the structure measured by the thermometer, and With a sonic distance sensor and the thermometer A measurement position distance calculation unit that calculates a measurement position distance, which is a distance along the propagation direction of the ultrasonic wave, between the measurement position of the surface temperature of the structure and an adjacent measurement position distance calculation unit; And calculating the propagation time calculation value of the ultrasonic wave in the section using the distance along the propagation direction of the ultrasonic wave in the measurement position section and the propagation speed of the ultrasonic wave. A propagation time calculation value calculation unit that calculates an integrated value of the values, and a reflection that determines that the measurement position exceeds the reflection surface when the integration value of the propagation time calculation value exceeds half of the actual propagation time measurement value. A surface determination unit, wherein the control unit detects a distance to the reflection surface using a first measurement position that is the measurement position determined to have exceeded the reflection surface. It is.
本発明に係る超音波式距離センサにおいては、回動可能に形成された温度計を備えているので、超音波の伝搬方向に沿って延在する構造物の表面温度を測定することが可能である。この表面温度から超音波の伝搬速度を算出することで、周囲温度が均一でない場合でも正確なレベル測定を行うことができる。また、前記従来技術のように複数の温度計を構造物の表面等に設置するといった必要がないので、従来の超音波式距離センサに比べて容易に且つ低コストで設置することができる。
また、測定位置が反射面を超えたか否かを判断する際に、伝搬時間実測値と伝搬時間計算値の積算値とを比較する。ここで、伝搬時間計算値は、温度計が測定した構造物の表面温度における超音波の伝搬速度を用いて算出している。つまり、伝搬時間計算値の積算値は、超音波式距離センサと反射面との間における複数の測定位置での表面温度に基づいて算出している。従って、周囲温度が均一でない場合でも正確なレベル測定を行うことができる。
なお、超音波の伝搬方向に沿って延在する構造物とは、前記伝搬方向に対して平行に延在するものに限られず、例えば前記伝搬方向に交差するように傾斜して延在するもの及び湾曲しながら延在するもの等も含む。
Since the ultrasonic distance sensor according to the present invention includes a thermometer formed to be rotatable, it is possible to measure the surface temperature of the structure extending along the propagation direction of the ultrasonic wave. is there. By calculating the ultrasonic wave propagation speed from the surface temperature, accurate level measurement can be performed even when the ambient temperature is not uniform. Further, since there is no need to install a plurality of thermometers on the surface of the structure as in the prior art, it can be installed easily and at a lower cost than a conventional ultrasonic distance sensor.
Further, when determining whether or not the measurement position exceeds the reflecting surface, the actual propagation time value and the integrated value of the propagation time calculation value are compared. Here, the calculated propagation time is calculated using the propagation speed of the ultrasonic wave at the surface temperature of the structure measured by the thermometer. That is, the integrated value of the calculated propagation time is calculated based on the surface temperatures at a plurality of measurement positions between the ultrasonic distance sensor and the reflecting surface. Therefore, accurate level measurement can be performed even when the ambient temperature is not uniform.
In addition, the structure extending along the propagation direction of the ultrasonic wave is not limited to the structure extending in parallel to the propagation direction, and for example, the structure extending at an angle so as to intersect the propagation direction. Also included are those that extend while curving.
また、本発明に係る超音波式距離センサでは、前記制御部は、前記測定位置が前記反射面を超えたと判断したときに、前記第1測定位置までの前記伝搬時間計算値の積算値から前記伝搬時間実測値の半分を減じた第1時間差と、前記第1測定位置に直近の前記測定位置である第2測定位置までの前記伝搬時間計算値の積算値を前記伝搬時間実測値の半分から減じた第2時間差との比率が、前記第1測定位置と前記反射面との距離である第1距離と、前記反射面と前記第2測定位置との距離である第2距離との比率と一致するように、前記反射面までの距離を検出してもよい。 Further, in the ultrasonic distance sensor according to the present invention, when the control unit determines that the measurement position exceeds the reflection surface, the control unit calculates from the integrated value of the calculated propagation time up to the first measurement position. A first time difference obtained by subtracting half of the actual propagation time value and an integrated value of the calculated propagation time value to the second measurement position, which is the measurement position closest to the first measurement position, are calculated from the half of the actual propagation time value. The ratio of the reduced second time difference is the ratio between the first distance that is the distance between the first measurement position and the reflection surface, and the second distance that is the distance between the reflection surface and the second measurement position. You may detect the distance to the said reflective surface so that it may correspond.
この場合、第1時間差と第2時間差との比率が第1距離と第2距離との比率と一致するように反射面までの距離を算出するので、反射面までの距離の検出精度を向上させることができる。 In this case, since the distance to the reflecting surface is calculated so that the ratio between the first time difference and the second time difference matches the ratio between the first distance and the second distance, the detection accuracy of the distance to the reflecting surface is improved. be able to.
また、本発明に係る超音波式距離測定方法は、超音波を発信すると共に反射波を受信する超音波送受波手段を備える超音波式距離センサを用いて反射面までの距離を検出する超音波式距離測定方法であって、前記超音波式距離センサは、前記超音波の伝搬方向に沿って延在する構造物の表面温度を測定するため、回動可能に形成された温度計を備え、前記超音波を発信してから前記反射波を受信するまでの前記超音波の伝搬時間実測値を前記超音波送受波手段によって測定する伝搬時間測定工程と、前記温度計を回動させると共に前記温度計によって前記構造物の表面温度を測定する温測工程と、前記温度計が測定した前記構造物の表面温度における前記超音波の伝搬速度を算出する伝搬速度算出工程と、前記超音波式距離センサと、前記温度計による前記構造物の表面温度の測定位置との間の、前記超音波の伝搬方向に沿った距離である測定位置距離を、前記温度計の回動量に基づいて算出する測定位置距離算出工程と、隣接する前記測定位置の区間の前記超音波の伝搬方向に沿った距離と、前記超音波の伝搬速度とを用いて、前記区間における前記超音波の伝搬時間計算値を算出すると共に、前記伝搬時間計算値の積算値を算出する伝搬時間計算値算出工程と、前記伝搬時間計算値の積算値が前記伝搬時間実測値の半分を超えた場合に、前記測定位置が前記反射面を超えたと判断すると共に、前記反射面を超えたと判断された前記測定位置である第1測定位置を用いて、前記反射面までの距離を検出する距離検出工程と、を有することを特徴とするものである。 Further, the ultrasonic distance measuring method according to the present invention is an ultrasonic that detects the distance to the reflection surface using an ultrasonic distance sensor that includes ultrasonic transmission / reception means that transmits ultrasonic waves and receives reflected waves. The ultrasonic distance sensor includes a thermometer formed to be rotatable in order to measure a surface temperature of a structure extending along a propagation direction of the ultrasonic wave, A propagation time measuring step of measuring the ultrasonic propagation time measured from when the ultrasonic wave is transmitted to when the reflected wave is received by the ultrasonic wave transmitting / receiving means; and rotating the thermometer and the temperature A temperature measuring step for measuring the surface temperature of the structure by a meter, a propagation velocity calculating step for calculating a propagation velocity of the ultrasonic wave at the surface temperature of the structure measured by the thermometer, and the ultrasonic distance sensor And the temperature A measurement position distance calculation step of calculating a measurement position distance, which is a distance along a propagation direction of the ultrasonic wave, between the measurement position of the surface temperature of the structure by a meter and a rotation amount of the thermometer; Calculating the propagation time of the ultrasonic wave in the section using the distance along the propagation direction of the ultrasonic wave in the section of the adjacent measurement position and the propagation speed of the ultrasonic wave, and the propagation A propagation time calculation value calculating step for calculating an integrated value of the time calculation value, and when the integrated value of the propagation time calculation value exceeds half of the actual propagation time measurement value, it is determined that the measurement position exceeds the reflecting surface. And a distance detection step of detecting a distance to the reflection surface using the first measurement position that is the measurement position determined to have exceeded the reflection surface.
本発明に係る超音波式距離測定方法によれば、測定位置が反射面を超えたか否かを判断する際に、伝搬時間実測値と伝搬時間計算値の積算値とを比較する。ここで、伝搬時間計算値は、温度計が測定した構造物の表面温度における超音波の伝搬速度を用いて算出している。つまり、伝搬時間計算値の積算値は、超音波式距離センサと反射面との間における複数の測定位置での表面温度に基づいて算出している。従って、周囲温度が均一でない場合でもより正確なレベル測定を行うことができる。 According to the ultrasonic distance measuring method according to the present invention, when determining whether or not the measurement position exceeds the reflecting surface, the measured propagation time value and the integrated value of the calculated propagation time value are compared. Here, the calculated propagation time is calculated using the propagation speed of the ultrasonic wave at the surface temperature of the structure measured by the thermometer. That is, the integrated value of the calculated propagation time is calculated based on the surface temperatures at a plurality of measurement positions between the ultrasonic distance sensor and the reflecting surface. Therefore, more accurate level measurement can be performed even when the ambient temperature is not uniform.
本発明に係る超音波式距離センサによれば、周囲温度が均一でない場合でも正確なレベル測定を可能としつつ、容易に且つ低コストで設置することができる。
また、本発明に係る超音波式距離測定方法によれば、周囲温度が均一でない場合でも正確なレベル測定を行うことができる。
The ultrasonic distance sensor according to the present invention can be installed easily and at low cost while enabling accurate level measurement even when the ambient temperature is not uniform.
Further, according to the ultrasonic distance measuring method of the present invention, accurate level measurement can be performed even when the ambient temperature is not uniform.
以下、本発明の一実施形態に係る超音波式距離センサを、図1から図5を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る超音波式距離センサの模式的な全体図である。図2は、図1に示す超音波式距離センサが備える制御部の制御ブロック図である。図3は、図1に示す超音波式距離センサを用いた超音波式距離測定方法を説明するための図である。
Hereinafter, an ultrasonic distance sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
FIG. 1 is a schematic overall view of an ultrasonic distance sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a control block diagram of a control unit provided in the ultrasonic distance sensor shown in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an ultrasonic distance measuring method using the ultrasonic distance sensor shown in FIG.
超音波式距離センサ1は、図1に示すように、超音波2を発信すると共に反射波3を受信する超音波送受波手段4を備え、超音波2を発信してから反射波3を受信するまでの時間を測定することにより、反射面までの距離を検出するものである。
本実施形態では、超音波式距離センサ1は、薬品やスラリー等の液体Fが貯留されたタンクKの上面に設けられており、超音波2の反射面である液体Fの液面F1までの距離Xを測定することで、タンクK内に貯留されている液体FのタンクK底面からの液面高さZを測定(レベル測定)する場合を例にして説明する。
As shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, the
タンクKは、下側部分に設けられた図示しない流路を通して外部と連通されており、タンクK内に貯留されている液体Fは、前記流路を通してタンクKから流出若しくはタンクK内に流入される。そして、この流出若しくは流入に伴い、液体Fの液面高さZが上下に推移する。なお以下では、液体Fの液面F1は、液面高さZに関わらず水平面と一致しているものとする。また、本実施形態では、タンクKの内周面K1は、液面F1と直交する方向である鉛直方向に平行に延在している場合を例として説明する。また、前記内周面K1は、放射率が高いコンクリート等で構成されていることが好ましいが、放射率が低い金属等でタンクKが構成されている場合には、タンクKの内側から黒色テープや黒色スプレー等で加工して放射率を高めた前記内周面K1とすることが望ましい。 The tank K communicates with the outside through a flow path (not shown) provided in the lower portion, and the liquid F stored in the tank K flows out of the tank K or flows into the tank K through the flow path. The And the liquid level height Z of the liquid F changes up and down with this outflow or inflow. In the following, it is assumed that the liquid level F1 of the liquid F coincides with the horizontal plane regardless of the liquid level height Z. Further, in the present embodiment, an example in which the inner peripheral surface K1 of the tank K extends in parallel to the vertical direction that is a direction orthogonal to the liquid surface F1 will be described. The inner peripheral surface K1 is preferably made of concrete having a high emissivity, but when the tank K is made of metal having a low emissivity, black tape is applied from the inside of the tank K. Preferably, the inner peripheral surface K1 is processed with a black spray or the like to increase the emissivity.
超音波式距離センサ1は、図1及び図2に示すように、前記超音波送受波手段4と、超音波2の伝搬方向に沿って延在するタンクKの内周面(構造物)K1の表面温度を測定するため、回動可能に形成された放射温度計(温度計)5と、超音波2を発信してから反射波3を受信するまでの超音波2の伝搬時間実測値Trと、前記内周面K1の表面温度から算出した超音波2の伝搬速度とを用いて、液面F1までの距離Xを検出する制御部6と、を備えている。更に、本実施形態では、超音波式距離センサ1は、放射温度計5を回動させるモータ7と、タンクKの上面に固定されると共に下方に開口された箱状に形成され、前述した各構成要素が内部に固定されたハウジング8と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
超音波送受波手段4は、前記制御部6が内部に収容された本体部9と、液面F1に向けて超音波2を発信するトランスミッタ10と、液面F1に反射された反射波3を受信するレシーバ11と、を備えている。図示の例では、本体部9は、図示しない固定手段でハウジング8内に固定され、トランスミッタ10及びレシーバ11は、本体部9の下面側から下側に向けて突設されている。図示の例では、トランスミッタ10の下面及びレシーバ11の下面は、いずれも水平面と平行な平坦面とされると共に鉛直方向の位置が一致している。本実施形態の超音波式距離センサ1は、トランスミッタ10の下面及びレシーバ11の下面を含み水平面と平行な仮想基準面Vから液面F1までの距離Xを計測する。
The ultrasonic wave transmission / reception means 4 includes a main body 9 in which the
トランスミッタ10は、液面F1で反射した反射波3をレシーバ11が受信できるように超音波2を発信する。図示の例では、トランスミッタ10及びレシーバ11は、水平方向に隙間をあけて設けられており、トランスミッタ10は、鉛直方向に対してレシーバ11側に傾けて鉛直方向下側に向けて超音波2を発信する。
モータ7は、モータシャフト12の回転軸12aが仮想基準面V上にあるように、図示しない固定手段でハウジング8内に固定されて配設されると共に、配線7aを介して制御部6と電気的に接続されている。また、本実施形態では、モータ7は、予め設定されているモータシャフト12の回転原点からモータシャフト12が回動した回動量を検出するエンコーダ13(図2参照)を備えている。
The
The
放射温度計5は、図1に示すように、棒状に形成され、放射温度計5の一端部の端面には、タンクKの内周面K1の表面温度を測定可能な温度測定部5aが設けられている。温度測定部5aは、前記内周面K1においてこの温度測定部5aと対向する位置の表面温度を、前記位置における内周面K1から放出される赤外線エネルギーを測定することで測定可能となっている。また、放射温度計5は、温度測定部5aがタンクKの内周面K1を向いた状態で、他端部がモータシャフト12に固定されている。本実施形態では、放射温度計5は、モータシャフト12が回転原点にあるとき、仮想基準面Vと前記内周面K1とが交差する位置である初期測定位置P0における表面温度を測定可能な初期位置5Aにあるように予め設定されている。また、放射温度計5は、配線7aを介して制御部6と電気的に接続されており、制御部6によって動作が制御されている。
As shown in FIG. 1, the
以上に示した放射温度計5によれば、仮想基準面V上に回転軸12aがあるモータシャフト12に他端部が固定されているので、図3に示すように、タンクKの内周面K1において初期測定位置P0から下側に向けて間隔をあけた複数の位置で、上側から下側に順次に表面温度を測定することができる。なお以下では、前記内周面K1において表面温度を測定した位置のうち、初期測定位置P0から下側に向かってn番目に測定した位置を測定位置Pn(但し、nは0以上の整数とし、n=0のときは初期測定位置P0を意味する)とする。また図3では、n≧6の場合を図示している。
According to the
ここで、前述したモータ7のエンコーダ13は、回転原点からのモータシャフト12の回動量である総回動角度θnを制御部6に送出する。この総回動角度θnは、放射温度計5によって表面温度を測定可能な前記内周面K1の位置が初期測定位置P0から前記内周面K1の下側に離れるように、モータシャフト12が回動する方向を正方向としている。つまり、総回動角度θnは、モータシャフト12の回動量を示すと共に、放射温度計5の初期位置5Aからの回動量も示している。
Here, the
なお、総回動角度θnの添字nは、総回動角度θnが測定位置Pnにおけるものであることを意味しており、以下で添字nが添えられている算出値及び積算値は、同様に測定位置Pnにおけるものであることを意味するものとする。また、積算値について、例えば測定位置P1から測定位置Pnにおける所定の値Qnの積算値を表現する場合、Σ[1、n]Qiと表現する。 Incidentally, subscript n of the total rotation angle theta n is, it means that the total rotational angle theta n are those at the measurement position P n, the calculated value and the integrated value has been accompanied by the subscript n in the following Similarly, it means that the position is at the measurement position P n . Further, the integrated value is expressed as Σ [1, n] Q i when expressing the integrated value of the predetermined value Q n from the measurement position P 1 to the measurement position P n , for example.
制御部6は、図2及び図3に示すように、放射温度計5が測定した前記内周面K1の表面温度における超音波2の伝搬速度を算出する伝搬速度算出部20と、放射温度計5による前記内周面K1の表面温度tnの測定位置Pnと仮想基準面Vとの鉛直方向に沿った距離である測定位置距離Xnを算出する測定位置距離算出部21と、隣接する測定位置Pn、Pn−1の区間における超音波2の伝搬時間計算値Tnを算出すると共に伝搬時間計算値の積算値Σ[1、n]Tiを算出する伝搬時間計算値算出部22と、前記積算値Σ[1、n]Tiが伝搬時間実測値の半分の値である半分値Tr/2を超えた場合に測定位置Pnが液面F1を超えたと判断する反射面判断部23と、を備えている。更に本実施形態では、制御部6は、トランスミッタ10に超音波2を発信させる超音波発信制御部24と、超音波2の発信から受信までの伝搬時間実測値Trを計測する伝搬時間測定部25と、モータ駆動部26と、記録部27と、前述した各構成を制御すると共に液体Fの液面高さZを測定する演算部28と、を備えている。
なお、本実施形態において、前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2を超えるとは、前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2と等しい場合を含むものとする。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In the present embodiment, when the integrated value Σ [1, n] T i exceeds the half value Tr / 2, the integrated value Σ [1, n] T i is equal to the half value Tr / 2. Including cases.
超音波発信制御部24は、演算部28からの制御信号に基づいてトランスミッタ10に超音波2を発信させる前記発信信号を生成してトランスミッタ10に送出する。また、超音波発信制御部24は、発信信号の送出と同時に伝搬時間測定部25に同期信号を送出する。
伝搬時間測定部25は、レシーバ11が反射波3を受信した際に発信する受信信号と、前記同期信号とを用いて、伝搬時間実測値Trを算出する。また、伝搬時間測定部25は、測定した伝搬時間実測値Trを演算部28に送出する。
The ultrasonic
The propagation
モータ駆動部26は、演算部28からの制御信号に基づいてモータ駆動信号を生成してモータ7に送出することでモータシャフト12の回動を制御する。
測定位置距離算出部21は、エンコーダ13から総回動角度θnを取得すると共に、この総回動角度θnと、予め記録されたモータシャフト12の回転軸12aから前記内周面K1までの距離aと、を用いて測定位置距離Xnを算出する。また、測定位置距離算出部21には、測定位置Pnの直近の測定位置Pn−1における測定位置距離Xn−1の値が予め直近測定位置距離XAとして記録されている。そして、測定位置距離算出部21は、算出した測定位置距離Xn及び直近測定位置距離XAを伝搬時間計算値算出部22に送出する。
The
The measurement position
伝搬速度算出部20は、放射温度計5から送出される表面温度tnを用いて測定位置Pnにおける超音波2の伝搬速度Ctnを算出する。
伝搬時間計算値算出部22は、測定位置距離算出部21から送出される測定位置距離Xn及び直近測定位置距離XAと、伝搬速度算出部20から送出される伝搬速度Ctnとを用いて伝搬時間計算値Tnを算出する。また、伝搬時間計算値算出部22には、測定位置Pnの直近の測定位置Pn−1までの前記積算値Σ[1、n−1]Tiが予め直近積算値Σ[1、A]Tiとして記録されている。そして、伝搬時間計算値算出部22は、伝搬時間計算値Tnと直近積算値Σ[1、A]Tiとを用いて前記積算値Σ[1、n]Tiを算出し、算出した前記積算値Σ[1、n]Tiを反射面判断部23に送出する。
The propagation
Propagation time calculation
反射面判断部23は、まず前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2を超えているか判断し、前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2を超えていないと判断した場合には、演算部28に未検出信号を送出する。一方、前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2を超えていると判断した場合には、更に前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2より大きいか判定する。そして、反射面判断部23は、前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2より大きい場合、演算部28に不一致検出信号を送出し、前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2より大きくない場合、つまり前記積算値Σ[1、n]Tiが前記半分値Tr/2と一致する場合、演算部28に一致検出信号を送出する。
The reflecting
演算部28は、予め設定された検出期間毎にタンクK内の液体Fの液面高さZを検出するように、超音波発信制御部24、モータ駆動部26及び放射温度計5に制御信号を送出して各構成要素を制御する。また、演算部28には、伝搬時間測定部25から伝搬時間実測値Trが送出され、演算部28は、この伝搬時間実測値Trから前記半分値Tr/2を算出して反射面判断部23に送出する。
The
また、演算部28は、反射面判断部23から一致検出信号及び不一致検出信号が送出されたときに、測定位置距離算出部21から測定位置距離Xn及び直近測定位置距離XAを取得すると共に、伝搬時間計算値算出部22から前記積算値Σ[1、n]Ti及び直近積算値Σ[1、A]Tiを取得し、これらを用いて液面F1までの距離Xを検出する。なお、具体的な距離Xの検出方法については後述する。また、演算部28は、検出した液面F1までの距離Xと、予め記録されている仮想基準面VからタンクKの底面までの距離Yと、を用いて液体Fの液面高さZを測定する。そして、演算部28は、液体Fの液面高さZを記録部27に記録したり、演算部28に電気的に接続されたモニタ等で構成される表示部29に表示させたりする等の処理を適宜行う。
The
次に、以上に示した超音波式距離センサ1を用いてタンクK内の液体Fの液面F1までの距離Xを検出する超音波式距離測定方法の一例について説明する。以下の例では、超音波式距離センサ1が、予め設定された検出期間毎に自動的に前記距離Xを検出する場合について説明する。
図4は、図1に示す超音波式距離センサを用いた超音波式距離測定方法の一例を示すフローチャートの前半部分である。図5は、図4に示すフローチャートの後半部分である。
Next, an example of an ultrasonic distance measuring method for detecting the distance X of the liquid F in the tank K to the liquid level F1 using the
FIG. 4 is a first half of a flowchart showing an example of an ultrasonic distance measuring method using the ultrasonic distance sensor shown in FIG. FIG. 5 is the latter half of the flowchart shown in FIG.
始めに、演算部28が以下に示すように初期設定を行う(初期設定工程;S10)。まず、演算部28は、モータ駆動部26に制御信号を送出し、モータシャフト12を回転原点まで回動させて放射温度計5を初期位置5Aまで回動させる(S11)。また、演算部28は、測定位置距離算出部21に記録されている直近積算値Σ[1、A]Ti、及び伝搬時間計算値算出部22に記録されている直近測定位置距離XAをそれぞれ0に初期化設定する(S12)。
First, the
次いで、超音波2を発信してから反射波3を受信するまでの超音波2の伝搬時間実測値Trを超音波送受波手段4によって測定する(伝搬時間測定工程;S20)。この際、演算部28は、超音波発信制御部24に制御信号を送出して超音波発信制御部24、伝搬時間測定部25、及び超音波送受波手段4に伝搬時間実測値Trを測定させ(S21)、この伝搬時間実測値Trを演算部28に送出させる。また、伝搬時間実測値Trを取得した演算部28は、前記半分値Tr/2を算出し(S22)て反射面判断部23に送出する。
Next, the propagation time measurement value Tr of the
次いで、放射温度計5を回動させると共に放射温度計5によって前記内周面K1の表面温度を測定する(温測工程;S30)。
詳しく説明すると、まず、演算部28は、モータ駆動部26に制御信号を送出し、モータシャフト12を回動させることで放射温度計5を回動させる(S31)。この際、演算部28は、予め設定された所定の単位回動量だけモータシャフト12を回動させ、前記内周面K1において放射温度計5により表面温度を測定可能な位置を下側に移動させる。
Next, the
More specifically, first, the
次に、演算部28が放射温度計5に制御信号を送出し、放射温度計5により前記内周面K1の表面温度を測定する(S32)。この際、前記内周面K1において放射温度計5により表面温度を測定可能な位置が、初期測定位置P0から下側に移動しており、つまり放射温度計5は、初期測定位置P0から下側に向かって1番目の測定位置P1における表面温度t1を測定する。その後、放射温度計5は、測定した表面温度t1を伝搬速度算出部20に送出する。
Next, the
次いで、放射温度計5が測定した前記内周面Kの表面温度における超音波2の伝搬速度を算出する(伝搬速度算出工程;S50)。この際、伝搬速度算出部20は、放射温度計5から送出された表面温度t1を用いて、表面温度t1(℃)における伝搬速度Ct1(m/s)を、
Ct1=331.5+0.607t1
として算出する。
Next, the propagation speed of the
Ct 1 = 331.5 + 0.607t 1
Calculate as
次いで、放射温度計5が表面温度t1を測定した測定位置P1における測定位置距離X1を算出する(測定位置距離算出工程;S60)。この際、測定位置距離算出部21は、エンコーダ13から温測工程後のモータシャフト12の総回動角度θ1を取得し(S61)、この総回動角度θ1と回転軸12aから前記内周面K1までの距離aとを用いて測定位置距離X1を、X1=a・tanθ1として算出する(S62)。その後、測定位置距離算出部21は、測定位置距離X1と直近測定位置距離XAを伝搬時間計算値算出部22に送出する。
Then, the
次いで、隣接する測定位置P1、P0の区間の鉛直方向に沿った距離ΔX1と伝搬速度Ct1とを用いて前記区間における超音波2の伝搬時間計算値T1を算出すると共に、前記積算値Σ[1、1]Tiを算出する(伝搬時間計算値算出工程;S70)。この際、まず、伝搬時間計算値算出部22は、測定位置距離算出部21から受信した測定位置距離X1と直近測定位置距離XAとを用いて、前記区間の距離ΔX1として、ΔX1=X1−XAを算出する(S71)。次いで、伝搬時間計算値算出部22は、前記区間における超音波2の伝搬時間計算値T1として、T1=ΔX1/Ct1を算出する(S72)。次いで、伝搬時間計算値算出部22は、前記積算値Σ[1、1]Tiとして、Σ[1、1]Ti=ΣTA+T1を算出する(S73)。その後、伝搬時間計算値算出部22は、反射面判断部23に前記積算値Σ[1、1]Tiを送出する。
Next, the propagation time calculation value T 1 of the
次いで、前記積算値Σ[1、1]Tiが前記半分値Tr/2を超えた場合に測定位置P1が液面F1を超えたと判断し、液面F1までの距離Xを検出する(距離検出工程;S80)。この際、まず、反射面判断部23は、送出された前記積算値Σ[1、1]Tiと、伝搬時間測定工程において演算部28から送出された前記半分値Tr/2と、を比較して(S81)、前記積算値Σ[1、1]Tiが前記半分値Tr/2を超えていない場合には未検出信号を、前記積算値Σ[1、1]Tiが前記半分値Tr/2と一致する場合には一致検出信号を、前記積算値Σ[1、1]Tiが前記半分値Tr/2より大きい場合には不一致検出信号を、それぞれ演算部28に送出する。
ここで、反射面判断部23から前記各信号を受信したときの演算部28による処理について、以下に詳しく説明する。
Then, the integrated value sigma [1, 1] measurement position P 1 when T i has exceeded the half value Tr / 2 is determined to exceed the fluid level F1, detects a distance X to the liquid surface F1 ( Distance detection step; S80). At this time, first, the reflecting
Here, processing by the
始めに、未検出信号を受信した場合、演算部28は、まず、測定位置距離算出部21に、直近測定位置距離XAとして算出した測定位置距離X1を記録させると共に、測定位置距離算出部21に、直近積算値Σ[1、A]Tiとして算出した前記積算値Σ[1、1]Tiを記録させる(S82)。その後、演算部28は、温測工程(S30)から伝搬時間計算値算出工程(S70)までを反復するように各構成要素を制御する。
First, when an undetected signal is received, the
ここで、温測工程において放射温度計5が単位回動量回動されるので、温測工程から伝搬時間計算値算出工程までを反復することで、前記積算値を算出する対象となる測定位置が漸次、下側に向けて測定位置P1、P2、P3・・・と移動する。以下では、この温測工程から伝搬時間計算値算出工程までをb回行ったとき(但し、bは1以上の整数)に算出した前記積算値Σ[1、b]Tiが前記半分値Tr/2を超えたものとして説明する。また以下では、液面F1を越えたと判断された測定位置Pbを第1測定位置Pbと称し、第1測定位置Pbの直近の測定位置Pb−1を第2測定位置Pb−1と称する。
Here, since the
演算部28は、一致検出信号及び不一致検出信号を受信した場合、以下に示すように液面F1までの距離Xを算出する(S83)。即ち、第1測定位置Pbまでの前記積算値Σ[1、b]Tiから前記半分値Tr/2を減じた第1時間差と、前記半分値Tr/2から第2測定位置Pb−1までの前記積算値Σ[1、b−1]Tiを減じた第2時間差との比率が、第1測定位置Pbと液面F1との距離である第1距離と、液面F1と第2測定位置Pb−1との距離である第2距離との比率と一致するように比例配分することによって、前述の距離Xを算出する。
When the
詳しく説明すると、まず、演算部28は、測定位置距離算出部21から測定位置距離Xb及び直近測定位置距離XAを取得すると共に、伝搬時間計算値算出部22から前記積算値Σ[1、b]Ti及び直近積算値Σ[1、A]Tiをそれぞれ取得する。この際、直近測定位置距離XA及び直近積算値Σ[1、A]Tiは、前述のようにb=1のときには0に設定され(S12)ている。更に、b>1のときには反復して測定位置距離Xb及び前記積算値Σ[1、b]Tiを算出する直前の測定位置距離及び前記積算値に設定され(S82)ている。従って、直近測定位置距離XA及び直近積算値Σ[1、A]Tiは、いずれの場合であっても第2測定位置Pb−1におけるそれぞれの値となっている。
In more detail, first, computing
そして、演算部28は、液面F1までの距離Xを、次の数式(1)を用いて算出する。
(Σ[1、b]Ti−Tr/2):(Tr/2−Σ[1、A]Ti)=(Xb−X):(X−XA) … (1)
前記数式(1)において、左辺は第1時間差と第2時間差との比率を表しており、右辺は第1距離と第2距離との比率を表している。
なお、一致検出信号が送出された場合は、前記積算値Σ[1、b]Tiと前記半分値Tr/2とが一致しているので、演算部28は、前記数式(1)を演算することなく液面F1までの距離XをX=Xbとして算出する。
以上で、距離検出工程が終了する。
And the calculating
(Σ [1, b] T i −Tr / 2): (Tr / 2−Σ [1, A] T i ) = (X b −X): (X−X A ) (1)
In the mathematical formula (1), the left side represents the ratio between the first time difference and the second time difference, and the right side represents the ratio between the first distance and the second distance.
When the coincidence detection signal is transmitted, since the integrated value Σ [1, b] Ti and the half value Tr / 2 coincide with each other, the
This is the end of the distance detection process.
最後に、演算部28は、距離検出工程で算出した距離Xと、仮想基準面VからタンクKの底面までの距離Yに基づいて、液体Fの液面高さZ=Y―Xを算出する(レベル測定工程;S90)。
Finally, the
以上に示した超音波式距離センサ1においては、回動可能に形成された放射温度計5を備えているので、前記従来技術のように複数の温度計をタンクKの表面等に設置するといった必要がない。そのため、従来の超音波式距離センサに比べて容易に且つ低コストで設置することができる。
Since the
また、測定位置が液面を超えたか否かを判断する際に、伝搬時間実測値と伝搬時間計算値の積算値とを比較する。ここで、伝搬時間計算値は、放射温度計5が測定した前記内周面K1の表面温度における超音波2の伝搬速度を用いて算出している。つまり、伝搬時間計算値の積算値は、仮想基準面Vと液面F1との間における複数の測定位置での表面温度に基づいて算出している。従って、周囲温度が均一でない場合でもより正確なレベル測定を行うことができる。
また、第1時間差と第2時間差との比率が、第1距離と第2距離との比率と一致するように液面F1までの距離Xを算出するので、液面F1までの距離Xの検出精度を向上させることができる。
Further, when determining whether or not the measurement position exceeds the liquid level, the actual propagation time value is compared with the integrated value of the calculated propagation time value. Here, the calculated propagation time is calculated using the propagation speed of the
Further, since the distance X to the liquid level F1 is calculated so that the ratio between the first time difference and the second time difference matches the ratio between the first distance and the second distance, detection of the distance X to the liquid level F1 is detected. Accuracy can be improved.
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、距離検出工程において、演算部28は、第1時間差と第2時間差との比率が、第1距離と第2距離との比率と一致するように液面F1までの距離を算出するものとした。しかし、これに限られるものではなく、例えば第1測定位置Pbにおける測定位置距離Xbと第2測定位置Pb−1における測定位置距離Xb−1との加重平均としても良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the embodiment, in the distance detection step, the
また、前記実施形態では、放射温度計5を回動させる手段としてエンコーダ13を備えるモータ7を採用し、制御部6はエンコーダ13から総回動角度θnを取得するものとしたが、これに限られない。例えば、放射温度計5を回動させる手段としてステッピングモータを採用して、ステッピングモータのモータ駆動部26が送出するモータ制御信号から総回動角度θnを取得してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、前記実施形態では、測定位置距離算出部21は、測定位置距離Xnを、モータシャフト12の回転軸12aから前記内周面K1までの距離aと総回動角度θnとを用いて算出したが、これに限られない。例えば、総回動角度θnに対応する測定位置距離Xnが測定位置距離算出部21に予め記録され、測定位置距離算出部21は、総回動角度θnに基づいて対応する測定位置距離Xnを参照するように構成されていてもよい。この場合、タンクKの内周面K1が液面F1と直交する方向に対して湾曲しながら延在していたり、前記直交する方向に対して傾斜していたりしても、測定位置距離Xnを正確に算出することができる。
In the embodiment, the measurement position
また、本発明に係る超音波式距離センサ1並びに超音波式距離測定方法は、液体Fを貯留するタンクKのレベル測定に採用されるもの、つまり薬品タンク及びスラリー攪拌槽等のレベル測定に採用されるものに限定されず、例えば上水、下水、河川及び貯水池等の水位測定等に超音波式距離センサ1を採用しても良い。
The
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the embodiment with known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the above-described modified examples may be appropriately combined.
1 超音波式距離センサ
2 超音波
3 反射波
4 超音波送受波手段
5 放射温度計(温度計)
6 制御部
20 伝搬速度算出部
21 測定位置距離算出部
22 伝搬時間計算値算出部
23 反射面判断部
24 超音波発信制御部
25 伝搬時間測定部
F1 液面(反射面)
K1 内周面(構造物)
Ct1、Ctn 伝搬速度
P0、P1、P2、P3、Pn−1、Pn 測定位置
Pb 第1測定位置
Pb−1 第2測定位置
t1、tn−1、tn 表面温度
T1、Tn 伝搬時間計算値
Tr 伝搬時間実測値
Tr/2 半分値(伝搬時間実測値の半分)
X 液面までの距離(反射面までの距離)
X1、Xb、Xn、Xn−1 測定位置距離
Σ[1、1]Ti、Σ[1、b−1]Ti、Σ[1、b]Ti、Σ[1、n]Ti、Σ[1、n−1]Ti 伝搬時間計算値の積算値
ΔX1 隣接する測定位置の区間の距離
θ1、θn 総回動角度(温度計の所定の初期位置からの回動量)
DESCRIPTION OF
6
K1 inner surface (structure)
Ct 1 , Ct n propagation velocity P 0 , P 1 , P 2 , P 3 , P n−1 , P n measurement position P b first measurement position P b-1 second measurement position t 1 , t n−1 , t n surface temperature T 1 , T n propagation time calculation value Tr propagation time measurement value Tr / 2 half value (half of propagation time measurement value)
X Distance to the liquid level (distance to the reflective surface)
X 1 , X b , X n , X n-1 measurement position distances Σ [1, 1] T i , Σ [1, b-1] T i , Σ [1, b] T i , Σ [1, n ] T i , Σ [1, n−1] T i integrated value of propagation time calculation value ΔX 1 distance θ 1 , θ n total rotation angle between adjacent measurement positions (from a predetermined initial position of the thermometer Rotation amount)
Claims (3)
前記超音波の伝搬方向に沿って延在する構造物の表面温度を測定するため、回動可能に形成された温度計と、
前記超音波を発信してから前記反射波を受信するまでの前記超音波の伝搬時間実測値と、前記構造物の表面温度から算出した前記超音波の伝搬速度とを用いて、前記反射面までの距離を検出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記温度計が測定した前記構造物の表面温度における前記超音波の伝搬速度を算出する伝搬速度算出部と、
前記超音波式距離センサと、前記温度計による前記構造物の表面温度の測定位置との間の、前記超音波の伝搬方向に沿った距離である測定位置距離を、前記温度計の回動量に基づいて算出する測定位置距離算出部と、
隣接する前記測定位置の区間の前記超音波の伝搬方向に沿った距離と、前記超音波の伝搬速度とを用いて、前記区間における前記超音波の伝搬時間計算値を算出すると共に、前記伝搬時間計算値の積算値を算出する伝搬時間計算値算出部と、
前記伝搬時間計算値の積算値が前記伝搬時間実測値の半分を超えた場合に、前記測定位置が前記反射面を超えたと判断する反射面判断部と、
を備え、
前記制御部は、前記反射面を超えたと判断された前記測定位置である第1測定位置を用いて、前記反射面までの距離を検出することを特徴とする超音波式距離センサ。 An ultrasonic wave transmission / reception means for transmitting an ultrasonic wave and receiving a reflected wave is provided, and a distance to the reflecting surface is detected by measuring a time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected wave is received. An ultrasonic distance sensor,
In order to measure the surface temperature of the structure extending along the propagation direction of the ultrasonic wave, a thermometer formed to be rotatable,
Using the ultrasonic propagation time measured value from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected wave is received, and the ultrasonic wave propagation velocity calculated from the surface temperature of the structure, to the reflective surface A control unit for detecting the distance of
Equipped with a,
The controller is
A propagation velocity calculation unit for calculating the propagation velocity of the ultrasonic wave at the surface temperature of the structure measured by the thermometer;
The measurement position distance, which is the distance along the propagation direction of the ultrasonic wave, between the ultrasonic distance sensor and the measurement position of the surface temperature of the structure by the thermometer is used as the rotation amount of the thermometer. A measurement position distance calculation unit to calculate based on,
Using the distance along the propagation direction of the ultrasonic wave of the adjacent measurement position section and the propagation speed of the ultrasonic wave, the propagation time calculation value of the ultrasonic wave in the section is calculated, and the propagation time is calculated. A propagation time calculated value calculation unit for calculating the integrated value of the calculated values;
When the integrated value of the calculated propagation time exceeds half of the actual measured propagation time, a reflective surface determination unit that determines that the measurement position exceeds the reflective surface;
With
The ultrasonic distance sensor , wherein the control unit detects a distance to the reflection surface using a first measurement position which is the measurement position determined to have exceeded the reflection surface .
前記制御部は、
前記測定位置が前記反射面を超えたと判断したときに、
前記第1測定位置までの前記伝搬時間計算値の積算値から前記伝搬時間実測値の半分を減じた第1時間差と、前記第1測定位置に直近の前記測定位置である第2測定位置までの前記伝搬時間計算値の積算値を前記伝搬時間実測値の半分から減じた第2時間差との比率が、
前記第1測定位置と前記反射面との距離である第1距離と、前記反射面と前記第2測定位置との距離である第2距離との比率と一致するように、前記反射面までの距離を検出することを特徴とする超音波式距離センサ。 The ultrasonic distance sensor according to claim 1 ,
The controller is
When it is determined that the measurement position exceeds the reflecting surface,
A first time difference obtained by subtracting half of the propagation time actual measurement value from the integrated value of the propagation time calculation values up to the first measurement position, and a second measurement position that is the measurement position closest to the first measurement position. The ratio of the integrated value of the calculated propagation time to the second time difference obtained by subtracting from the half of the actually measured propagation time,
The distance from the first measurement position to the reflection surface is equal to the ratio of the first distance that is the distance between the reflection surface and the second distance that is the distance between the reflection surface and the second measurement position. An ultrasonic distance sensor for detecting a distance.
前記超音波式距離センサは、前記超音波の伝搬方向に沿って延在する構造物の表面温度を測定するため、回動可能に形成された温度計を備え、
前記超音波を発信してから前記反射波を受信するまでの前記超音波の伝搬時間実測値を前記超音波送受波手段によって測定する伝搬時間測定工程と、
前記温度計を回動させると共に前記温度計によって前記構造物の表面温度を測定する温測工程と、
前記温度計が測定した前記構造物の表面温度における前記超音波の伝搬速度を算出する伝搬速度算出工程と、
前記超音波式距離センサと、前記温度計による前記構造物の表面温度の測定位置との間の、前記超音波の伝搬方向に沿った距離である測定位置距離を、前記温度計の回動量に基づいて算出する測定位置距離算出工程と、
隣接する前記測定位置の区間の前記超音波の伝搬方向に沿った距離と、前記超音波の伝搬速度とを用いて、前記区間における前記超音波の伝搬時間計算値を算出すると共に、前記伝搬時間計算値の積算値を算出する伝搬時間計算値算出工程と、
前記伝搬時間計算値の積算値が前記伝搬時間実測値の半分を超えた場合に、前記測定位置が前記反射面を超えたと判断すると共に、前記反射面を超えたと判断された前記測定位置である第1測定位置を用いて、前記反射面までの距離を検出する距離検出工程と、
を有することを特徴とする超音波式距離測定方法。 An ultrasonic distance measuring method for detecting a distance to a reflecting surface using an ultrasonic distance sensor including an ultrasonic wave transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave and receiving a reflected wave,
The ultrasonic distance sensor includes a thermometer formed to be rotatable in order to measure the surface temperature of a structure extending along the propagation direction of the ultrasonic wave,
A propagation time measuring step of measuring the ultrasonic propagation time measured value from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected wave is received by the ultrasonic wave transmitting and receiving means;
A thermometry step of rotating the thermometer and measuring the surface temperature of the structure by the thermometer;
A propagation velocity calculating step of calculating a propagation velocity of the ultrasonic wave at the surface temperature of the structure measured by the thermometer;
The measurement position distance, which is the distance along the propagation direction of the ultrasonic wave, between the ultrasonic distance sensor and the measurement position of the surface temperature of the structure by the thermometer is used as the rotation amount of the thermometer. A measurement position distance calculating step to calculate based on;
Using the distance along the propagation direction of the ultrasonic wave of the adjacent measurement position section and the propagation speed of the ultrasonic wave, the propagation time calculation value of the ultrasonic wave in the section is calculated, and the propagation time is calculated. A propagation time calculated value calculating step for calculating the integrated value of the calculated values;
When the integrated value of the calculated propagation time exceeds half of the actually measured propagation time, it is determined that the measurement position has exceeded the reflection surface and the measurement position that has been determined to have exceeded the reflection surface. A distance detection step of detecting a distance to the reflection surface using the first measurement position;
An ultrasonic distance measuring method characterized by comprising:
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