JPH0123754B2 - - Google Patents
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- JPH0123754B2 JPH0123754B2 JP59218648A JP21864884A JPH0123754B2 JP H0123754 B2 JPH0123754 B2 JP H0123754B2 JP 59218648 A JP59218648 A JP 59218648A JP 21864884 A JP21864884 A JP 21864884A JP H0123754 B2 JPH0123754 B2 JP H0123754B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、超音波式距離測定方法および装置に
関する。
関する。
［従来の技術］
従来、鉄鋼の圧延工程等におけるような比較的
環境の良くない場所で高精度の変位測定を行う方
法として、光学的手法、電磁的手法等があるが、
光学的手法は水蒸気、冷却水が存在すると使用不
可能であり、電磁的手法は被測定物体の電磁的性
質の変化に測定精度が左右される。これらの変位
測定方法に対し、水ジエツトによる超音波距離測
定方法には、上記のような欠点がないが、水温に
よる音速変化や測定分解能に限界があり、精度の
点で問題があつた。そこで、従来の水ジエツトに
よる超音波測定距離測定方法では、水温補正等の
対策が取られている。たとえば、Materials
Evaluation Vol.35 No.２（1977）第45頁〜第50
頁によれば、第７図に示すように、被測定物体１
に対する測定用探触子２とは別に、補正用探触子
３と基準面４を設け、音速を測定し、補正可能と
している。第１図において、１−２間、２−４間
の伝播時間をt1、t2とし、３−４間の距離をd2と
すれば、測定距離d1は次式で計算される。
環境の良くない場所で高精度の変位測定を行う方
法として、光学的手法、電磁的手法等があるが、
光学的手法は水蒸気、冷却水が存在すると使用不
可能であり、電磁的手法は被測定物体の電磁的性
質の変化に測定精度が左右される。これらの変位
測定方法に対し、水ジエツトによる超音波距離測
定方法には、上記のような欠点がないが、水温に
よる音速変化や測定分解能に限界があり、精度の
点で問題があつた。そこで、従来の水ジエツトに
よる超音波測定距離測定方法では、水温補正等の
対策が取られている。たとえば、Materials
Evaluation Vol.35 No.２（1977）第45頁〜第50
頁によれば、第７図に示すように、被測定物体１
に対する測定用探触子２とは別に、補正用探触子
３と基準面４を設け、音速を測定し、補正可能と
している。第１図において、１−２間、２−４間
の伝播時間をt1、t2とし、３−４間の距離をd2と
すれば、測定距離d1は次式で計算される。
d1＝（t1×d2）／t2 ………(1)
また、従来方法では、伝播時間の測定には、ラ
ンプ波を使う方法が取られており、励振パルスに
同期させてランプ波を発生させ、反射パルスが到
来した時点で、ランプ波電圧をサンプルホールド
し、測定している。そこで、この方式の精度は、
ランプ波の直線性に左右され、アナログ方式であ
るために0.1％が限界である。
ンプ波を使う方法が取られており、励振パルスに
同期させてランプ波を発生させ、反射パルスが到
来した時点で、ランプ波電圧をサンプルホールド
し、測定している。そこで、この方式の精度は、
ランプ波の直線性に左右され、アナログ方式であ
るために0.1％が限界である。
［発明が解決しようとする問題点］
このように、従来方法では、まず時間間隔の測
定精度が0.1％であり、たとえば30mmの水距離を
測定しようとすれば、30μｍの誤差が生ずる。ま
た、第７図の方法で音速補正を行うので、探触子
が２個必要となること、測定用と補正用で測定場
所が異なるので、この間に温度勾配ができればそ
れがそのまま誤差になる。すなわち、水の音速の
温度変化は1.6×10-3／℃であり、２つの探触子
の間で0.1℃の温度差ができれば、測定距離30mm
の場合、誤差は5μｍとなつてしまう。
定精度が0.1％であり、たとえば30mmの水距離を
測定しようとすれば、30μｍの誤差が生ずる。ま
た、第７図の方法で音速補正を行うので、探触子
が２個必要となること、測定用と補正用で測定場
所が異なるので、この間に温度勾配ができればそ
れがそのまま誤差になる。すなわち、水の音速の
温度変化は1.6×10-3／℃であり、２つの探触子
の間で0.1℃の温度差ができれば、測定距離30mm
の場合、誤差は5μｍとなつてしまう。
本発明は、簡素な装置で、操作性が良く、悪環
境下でも高精度の距離測定が可能となる超音波式
距離測定方法および装置を提供することを目的と
する。
境下でも高精度の距離測定が可能となる超音波式
距離測定方法および装置を提供することを目的と
する。
［問題点を解決するための手段］
本発明の第１は、水浸または水柱ジエツト構造
の超音波探触子ヘツドを用い、探触子ヘツド内に
設けられて送信、受信を行う振動子と、被測定物
体表面との間の超音波の伝播時間を測定して、被
測定物体までの距離を測定する超音波式距離測定
方法において、振動子と被測定物体との間の一定
位置に入射超音波パルスエネルギの一部を反射
し、他の一部を通過させる基準反射体を設け、励
振パルスと該基準反射体による反射パルスの間の
時間間隔t0および励振パルスと被測定物体による
反射パルスの間の時間間隔t1を測定し、上記時間
間隔t0および振動子と基準反射体とがなす距離d0
からその時の水中の音速Ｃを算出し、上記時間間
隔t1にその音速Ｃを乗じて、振動子と被測定物体
間の距離d1を演算するようにしたものである。
の超音波探触子ヘツドを用い、探触子ヘツド内に
設けられて送信、受信を行う振動子と、被測定物
体表面との間の超音波の伝播時間を測定して、被
測定物体までの距離を測定する超音波式距離測定
方法において、振動子と被測定物体との間の一定
位置に入射超音波パルスエネルギの一部を反射
し、他の一部を通過させる基準反射体を設け、励
振パルスと該基準反射体による反射パルスの間の
時間間隔t0および励振パルスと被測定物体による
反射パルスの間の時間間隔t1を測定し、上記時間
間隔t0および振動子と基準反射体とがなす距離d0
からその時の水中の音速Ｃを算出し、上記時間間
隔t1にその音速Ｃを乗じて、振動子と被測定物体
間の距離d1を演算するようにしたものである。
また、本発明の第２は、水浸または水柱ジエツ
ト構造の超音波探触子ヘツドを用い、探触子ヘツ
ド内に設けられて送信、受信を行う振動子と、被
測定物体表面との間の超音波の伝播時間を測定
し、被測定物体までの距離を測定する超音波式距
離測定装置において、探触子ヘツドのノズルの途
中に設けられる基準反射体と、主パルス発生器
と、主パルス発生器に同期して振動子を励振する
パルサと、励振パルスおよび反射パルスを受信増
巾するレシーバと、主パルス発生器のパルスから
一定の遅延の後に、ノズル途中の基準反射体およ
び被測定物体からの各反射パルスの前記レシーバ
への到達時間の近傍である巾を持つたパルスを発
生し、各反射パルスをそれぞれ有効、無効とする
遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途中の
基準反射体および被測定物体からの各反射パルス
のそれぞれとの時間間隔t0、t1を測定するパルス
カウンタと、上記時間間隔t0および振動子と基準
反射体とが成す距離d0からその時の水中の音速
Ｃを算出し、上記時間間隔t1にその音速Ｃを乗じ
て、振動子と被測定物体間の距離d1を演算する
演算処理器と、を有してなるようにしたものであ
る。
ト構造の超音波探触子ヘツドを用い、探触子ヘツ
ド内に設けられて送信、受信を行う振動子と、被
測定物体表面との間の超音波の伝播時間を測定
し、被測定物体までの距離を測定する超音波式距
離測定装置において、探触子ヘツドのノズルの途
中に設けられる基準反射体と、主パルス発生器
と、主パルス発生器に同期して振動子を励振する
パルサと、励振パルスおよび反射パルスを受信増
巾するレシーバと、主パルス発生器のパルスから
一定の遅延の後に、ノズル途中の基準反射体およ
び被測定物体からの各反射パルスの前記レシーバ
への到達時間の近傍である巾を持つたパルスを発
生し、各反射パルスをそれぞれ有効、無効とする
遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途中の
基準反射体および被測定物体からの各反射パルス
のそれぞれとの時間間隔t0、t1を測定するパルス
カウンタと、上記時間間隔t0および振動子と基準
反射体とが成す距離d0からその時の水中の音速
Ｃを算出し、上記時間間隔t1にその音速Ｃを乗じ
て、振動子と被測定物体間の距離d1を演算する
演算処理器と、を有してなるようにしたものであ
る。
［作用］
発明によれば、超音波探触子ヘツドによる距離
測定位置における水の音速を、距離測定と略同時
に測定し、水温による音速の適正な補正を行うこ
とが可能となる。したがつて、操作性の良い簡素
な装置で、悪環境下でも高精度の距離測定が可能
である。
測定位置における水の音速を、距離測定と略同時
に測定し、水温による音速の適正な補正を行うこ
とが可能となる。したがつて、操作性の良い簡素
な装置で、悪環境下でも高精度の距離測定が可能
である。
［実施例］
第１図は本発明の第１実施例に係る距離測定装
置１０を示す測定系統図、第２図は超音波探触子
ヘツドの一例を示す断面図である。
置１０を示す測定系統図、第２図は超音波探触子
ヘツドの一例を示す断面図である。
距離測定装置１０は、第１図および第２図に示
すように、超音波探触子ヘツド１１を有してい
る。探触子ヘツド１１は、水ジエツトを噴出可能
とするノズル１２を備えるとともに、水ジエツト
内を移動する超音波の送信、受信を行う振動子１
３を備え、振動子１３と被測定物体１４との間の
超音波の伝播時間を測定して、被測定物体までの
距離d1を測定可能としている。距離測定装置１
０は、ノズル１２の内部における中間位置に、入
射超音波パルスエネルギの一部を反射し、他の一
部を通過させる基準反射体１５を備えている。基
準反射体１５は、金属性薄板等に超音波のビーム
直径よりわずかに小さな孔を開口されてなり、振
動子１３から一定の距離d0に固定されている。
それにより、振動子１３から発せられた超音波の
一部はこの反射体１５で反射されて振動子１３に
戻り第３図に示す波形ａの反射パルスP0として
観察され、振動子１３より発せられる超音波の他
の一部は反射体１５の孔を通過して被測定物体１
４に達し、そこで反射して振動子１３に戻り波形
ａの反射パルスp1として観測される。なお、第
３図に示す波形ａのパルスPaは励振パルスであ
る。
すように、超音波探触子ヘツド１１を有してい
る。探触子ヘツド１１は、水ジエツトを噴出可能
とするノズル１２を備えるとともに、水ジエツト
内を移動する超音波の送信、受信を行う振動子１
３を備え、振動子１３と被測定物体１４との間の
超音波の伝播時間を測定して、被測定物体までの
距離d1を測定可能としている。距離測定装置１
０は、ノズル１２の内部における中間位置に、入
射超音波パルスエネルギの一部を反射し、他の一
部を通過させる基準反射体１５を備えている。基
準反射体１５は、金属性薄板等に超音波のビーム
直径よりわずかに小さな孔を開口されてなり、振
動子１３から一定の距離d0に固定されている。
それにより、振動子１３から発せられた超音波の
一部はこの反射体１５で反射されて振動子１３に
戻り第３図に示す波形ａの反射パルスP0として
観察され、振動子１３より発せられる超音波の他
の一部は反射体１５の孔を通過して被測定物体１
４に達し、そこで反射して振動子１３に戻り波形
ａの反射パルスp1として観測される。なお、第
３図に示す波形ａのパルスPaは励振パルスであ
る。
ここで、距離測定装置１０は、主パルス発生器
１６と、主パルス発生器１６に同期して振動子１
３を励振するパルサ１７と、励振パルスPaおよ
び反射パルスP0、P1を受信増巾するレシーバ１
８とを備えている。また、距離測定装置１０は、
主パルス発生器１６のパルスから一定の遅延の後
に、基準反射体１５からの反射パルスP0のレシ
ーバ１８への到達時間の近傍で第３図に波形ｂで
示すようなある巾を持つたパルスPbを発生し、
反射パルスP0を有効とし、反射パルスP1を無効
とする遅延パルス発生器１９を備えている。ま
た、距離測定装置１０は、主パルス発生器１６の
パルスから一定の遅延の後に、被測定物体１４か
らの反射パルスP1のレシーバ１８への到達時間
の近傍で第３図に波形ｃで示すようなある巾を持
つたパルスPcを発生し、反射パルスP1を有効と
し、反射パルスP0を無効とする遅延パルス発生
器２０を備えている。また、距離測定装置１０
は、波形ａと波形ｂの積を取ることによつてパル
ス列ｄを作成するミキサ２１を備えるとともに、
波形ａと波形ｃの積を取ることによつてパルス列
ｅを作成するミキサ２２を備えている。また、距
離測定装置１０は、ミキサ２１の出力パルスに基
づいてクロツクパルス発生器２３の発生パルス数
を計数し、励振パルスPaと反射パルスP0との時
間間隔t0を測定するパルスカウンタ２４を備えて
いる。また、距離測定装置１０は、ミキサ２２の
出力パルスに基づいてクロツクパルス発生器２３
の発生パルス数を計数し、励振パルスPaと反射
パルスP1との時間間隔t1を測定するパルスカウ
ンタ２５を備えている。また、距離測定装置１０
は演算処理器２６を備えている。演算処理器２６
は、上記時間間隔t0および振動子１３と基準反射
体１５とが成す距離d0から、その時の水中の音
速Ｃを下記(2)式によつて算出する。
１６と、主パルス発生器１６に同期して振動子１
３を励振するパルサ１７と、励振パルスPaおよ
び反射パルスP0、P1を受信増巾するレシーバ１
８とを備えている。また、距離測定装置１０は、
主パルス発生器１６のパルスから一定の遅延の後
に、基準反射体１５からの反射パルスP0のレシ
ーバ１８への到達時間の近傍で第３図に波形ｂで
示すようなある巾を持つたパルスPbを発生し、
反射パルスP0を有効とし、反射パルスP1を無効
とする遅延パルス発生器１９を備えている。ま
た、距離測定装置１０は、主パルス発生器１６の
パルスから一定の遅延の後に、被測定物体１４か
らの反射パルスP1のレシーバ１８への到達時間
の近傍で第３図に波形ｃで示すようなある巾を持
つたパルスPcを発生し、反射パルスP1を有効と
し、反射パルスP0を無効とする遅延パルス発生
器２０を備えている。また、距離測定装置１０
は、波形ａと波形ｂの積を取ることによつてパル
ス列ｄを作成するミキサ２１を備えるとともに、
波形ａと波形ｃの積を取ることによつてパルス列
ｅを作成するミキサ２２を備えている。また、距
離測定装置１０は、ミキサ２１の出力パルスに基
づいてクロツクパルス発生器２３の発生パルス数
を計数し、励振パルスPaと反射パルスP0との時
間間隔t0を測定するパルスカウンタ２４を備えて
いる。また、距離測定装置１０は、ミキサ２２の
出力パルスに基づいてクロツクパルス発生器２３
の発生パルス数を計数し、励振パルスPaと反射
パルスP1との時間間隔t1を測定するパルスカウ
ンタ２５を備えている。また、距離測定装置１０
は演算処理器２６を備えている。演算処理器２６
は、上記時間間隔t0および振動子１３と基準反射
体１５とが成す距離d0から、その時の水中の音
速Ｃを下記(2)式によつて算出する。
Ｃ＝d0／（t0−△） ………(2)
また、演算処理器２６は、下記(3)式に示すよう
に、時間間隔ｔに上記音速Ｃを乗じて、振動子１
３と被測定物体１４とが成す距離d1を演算し、
出力可能としている。
に、時間間隔ｔに上記音速Ｃを乗じて、振動子１
３と被測定物体１４とが成す距離d1を演算し、
出力可能としている。
d1＝（t1−△）×Ｃ ………(3)
なお、上記△は、超音波が水中以外の部分およ
び電気パルスがケーブル等を伝わる無駄時間であ
り、測定系によつて定まる一定値である。
び電気パルスがケーブル等を伝わる無駄時間であ
り、測定系によつて定まる一定値である。
なお、上記距離測定装置１０において、主パル
ス発生器１６は立上り過渡時間20n秒程度の鋭い
パルスを発生させる。また、振動子１３の振動周
波数は10MHz程度である。また、クロツクパルス
は1GHzのものを使用可能である。また、演算処
理器２６はマイクロプロセツサを使用可能であ
る。
ス発生器１６は立上り過渡時間20n秒程度の鋭い
パルスを発生させる。また、振動子１３の振動周
波数は10MHz程度である。また、クロツクパルス
は1GHzのものを使用可能である。また、演算処
理器２６はマイクロプロセツサを使用可能であ
る。
次に、上記距離測定装置１０による測定手順に
ついて説明する。この距離測定装置１０におい
て、レシーバ１８の出力波形は第３図の波形ａに
示すようになり、前述のように、Paは励振パル
ス、Ｐは基準反射体１５からの反射パルス、P1
は被測定物体１４からの反射パルスである。遅延
パルス発生器１９は、波形ｂに示すように、反射
パルスP0を含む位置に主パルス発生器１６のパ
ルスに同期して遅延パルスPbを発生する。遅延
パルス発生器２０は、同様にして、波形ｃに示す
ように、反射パルスＰを含む位置に遅延パルス
Pcを発生する。ミキサ形蛇２１は波形ａと波形
ｂの積を取り、パルス列ｄを作り、同様にして、
ミキサ２２は波形ａと波形ｃからパルス列ｅを作
る。パルスカウンタ２４は、パルス列ｄによりゲ
ートが開閉され、クロツクパルス発生器２３のパ
ルスをカウントすることにより、時間間隔t0を計
測する。同様にして、パルスカウンタ２４による
計測時と同時刻もしくは短い時間差の間に、パル
スカウンタ２５が時間間隔t1を測定する。演算処
理器２６は、上記パルスカウンタ２４，２５の計
数結果に基づき、前記(2)式および(3)式により、距
離d1を演算し、出力する。
ついて説明する。この距離測定装置１０におい
て、レシーバ１８の出力波形は第３図の波形ａに
示すようになり、前述のように、Paは励振パル
ス、Ｐは基準反射体１５からの反射パルス、P1
は被測定物体１４からの反射パルスである。遅延
パルス発生器１９は、波形ｂに示すように、反射
パルスP0を含む位置に主パルス発生器１６のパ
ルスに同期して遅延パルスPbを発生する。遅延
パルス発生器２０は、同様にして、波形ｃに示す
ように、反射パルスＰを含む位置に遅延パルス
Pcを発生する。ミキサ形蛇２１は波形ａと波形
ｂの積を取り、パルス列ｄを作り、同様にして、
ミキサ２２は波形ａと波形ｃからパルス列ｅを作
る。パルスカウンタ２４は、パルス列ｄによりゲ
ートが開閉され、クロツクパルス発生器２３のパ
ルスをカウントすることにより、時間間隔t0を計
測する。同様にして、パルスカウンタ２４による
計測時と同時刻もしくは短い時間差の間に、パル
スカウンタ２５が時間間隔t1を測定する。演算処
理器２６は、上記パルスカウンタ２４，２５の計
数結果に基づき、前記(2)式および(3)式により、距
離d1を演算し、出力する。
上記距離測定装置１０による測定系において
は、1GHz以上のクロツクパルスの周波数を使う
ので、水の音速が1500ｍ／秒であるから、変位測
定の分解能は1μｍ以上に向上することが可能で
ある。また、(2)式および(3)式の音速Ｃは、測定位
置における水の音速であり、リアルタイムで測定
位置の音速を計り、水温による音速変化の補正を
行うこととなる。
は、1GHz以上のクロツクパルスの周波数を使う
ので、水の音速が1500ｍ／秒であるから、変位測
定の分解能は1μｍ以上に向上することが可能で
ある。また、(2)式および(3)式の音速Ｃは、測定位
置における水の音速であり、リアルタイムで測定
位置の音速を計り、水温による音速変化の補正を
行うこととなる。
したがつて、上記距離測定装置１０を用いた距
離測定によれば、水温の変化、温度勾配に起因す
る測定誤差を完全に排除することが可能となり、
かつ1μｍ以上の高分解能で距離の測定を行うこ
とが可能となる。
離測定によれば、水温の変化、温度勾配に起因す
る測定誤差を完全に排除することが可能となり、
かつ1μｍ以上の高分解能で距離の測定を行うこ
とが可能となる。
なお、上記第１実施例は、時間間隔t0、t1の測
定を同時もしくは短い時間差の内に行う場合につ
いて説明した。しかしながら、水温の変化がゆる
やかな場合には、第４図に示す第２実施例におけ
るように、リレー３１を用いて、時間間隔t0、t1
の測定を交互に行うことも可能である。この場合
は、ミキサ、パルスカウンタをそれぞれ一台に削
減可能である。
定を同時もしくは短い時間差の内に行う場合につ
いて説明した。しかしながら、水温の変化がゆる
やかな場合には、第４図に示す第２実施例におけ
るように、リレー３１を用いて、時間間隔t0、t1
の測定を交互に行うことも可能である。この場合
は、ミキサ、パルスカウンタをそれぞれ一台に削
減可能である。
第５図は本発明による距離測定結果を示す線図
であり、被測定物体を50μのステツプで変位させ
た時の出力を示している。この第５図によれば、
±2μ程度の良好な測定が可能となることが認め
られる。
であり、被測定物体を50μのステツプで変位させ
た時の出力を示している。この第５図によれば、
±2μ程度の良好な測定が可能となることが認め
られる。
また、第６図は、水の温度を５℃〜45℃変化さ
せた時の出力変化を示す線図である。この第６図
によれば、音速の補正を行わない場合には±
1000μ程度の誤差が生ずるのに対し、本発明にお
いては、5μｍ以内の誤差で収まることが認めら
れる。すなわち、従来の超音波距離測定装置の精
度が±50μであるのに対し、本発明によれば、そ
の測定精度が±5μ以内となり、従来に比して10
倍以上の精度向上が認められる。
せた時の出力変化を示す線図である。この第６図
によれば、音速の補正を行わない場合には±
1000μ程度の誤差が生ずるのに対し、本発明にお
いては、5μｍ以内の誤差で収まることが認めら
れる。すなわち、従来の超音波距離測定装置の精
度が±50μであるのに対し、本発明によれば、そ
の測定精度が±5μ以内となり、従来に比して10
倍以上の精度向上が認められる。
［発明の効果］
以上のように、本発明の第１は、水浸または水
柱ジエツト構造の超音波探触子ヘツドを用い、探
触子ヘツド内に設けられて送信、受信を行う振動
子と、被測定物体表面との間の超音波の伝播時間
を測定して、被測定物体までの距離を測定する超
音波式距離測定方法において、振動子と被測定物
体との間の一定位置に入射超音波パルスエネルギ
の一部を反射し、他の一部を通過させる基準反射
体を設け、励振パルスと該基準反射体による反射
パルスの間の時間間隔t0および励振パルスと被測
定物体による反射パルスの間の時間間隔t1を測定
し、上記時間間隔t0および振動子と基準反射体と
がなす距離d0からその時の水中の音速Ｃを算出
し、上記時間間隔t1にその音速Ｃを乗じて、振動
子と被測定物体間の距離d1を演算するようにし
たものである。
柱ジエツト構造の超音波探触子ヘツドを用い、探
触子ヘツド内に設けられて送信、受信を行う振動
子と、被測定物体表面との間の超音波の伝播時間
を測定して、被測定物体までの距離を測定する超
音波式距離測定方法において、振動子と被測定物
体との間の一定位置に入射超音波パルスエネルギ
の一部を反射し、他の一部を通過させる基準反射
体を設け、励振パルスと該基準反射体による反射
パルスの間の時間間隔t0および励振パルスと被測
定物体による反射パルスの間の時間間隔t1を測定
し、上記時間間隔t0および振動子と基準反射体と
がなす距離d0からその時の水中の音速Ｃを算出
し、上記時間間隔t1にその音速Ｃを乗じて、振動
子と被測定物体間の距離d1を演算するようにし
たものである。
また、本発明の第２は、水浸または水柱ジエツ
ト構造の超音波探触子ヘツドを用い、探触子ヘツ
ド内に設けられて送信、受信を行う振動子と、被
測定物体表面との間の超音波の伝播時間を測定
し、被測定物体までの距離を測定する超音波式距
離測定装置において、探触子ヘツドのノズルの途
中に設けられる基準反射体と、主パルス発生器
と、主パルス発生器に同期して振動子を励振する
パルサと、励振パルスおよび反射パルスを受信増
巾するレシーバと、主パルス発生器のパルスから
一定の遅延の後に、ノズル途中の基準反射体およ
び被測定物体からの各反射パルスの前記レシーバ
への到達時間の近傍である巾を持つたパルスを発
生し、各反射パルスをそれぞれ有効、無効とする
遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途中の
基準反射体および被測定物体からの各反射パルス
のそれぞれとの時間間隔t0、t1を測定するパルス
カウンタと、上記時間間隔t0および振動子と基準
反射体とが成す距離d0からその時の水中の音速
Ｃを算出し、上記時間間隔t1にその音速Ｃを乗じ
て、振動子と被測定物体間の距離d1を演算する
演算処理器と、を有してなるようにしたものであ
る。
ト構造の超音波探触子ヘツドを用い、探触子ヘツ
ド内に設けられて送信、受信を行う振動子と、被
測定物体表面との間の超音波の伝播時間を測定
し、被測定物体までの距離を測定する超音波式距
離測定装置において、探触子ヘツドのノズルの途
中に設けられる基準反射体と、主パルス発生器
と、主パルス発生器に同期して振動子を励振する
パルサと、励振パルスおよび反射パルスを受信増
巾するレシーバと、主パルス発生器のパルスから
一定の遅延の後に、ノズル途中の基準反射体およ
び被測定物体からの各反射パルスの前記レシーバ
への到達時間の近傍である巾を持つたパルスを発
生し、各反射パルスをそれぞれ有効、無効とする
遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途中の
基準反射体および被測定物体からの各反射パルス
のそれぞれとの時間間隔t0、t1を測定するパルス
カウンタと、上記時間間隔t0および振動子と基準
反射体とが成す距離d0からその時の水中の音速
Ｃを算出し、上記時間間隔t1にその音速Ｃを乗じ
て、振動子と被測定物体間の距離d1を演算する
演算処理器と、を有してなるようにしたものであ
る。
したがつて、本発明によれば、操作性の良い簡
素な装置の使用により、悪環境下でも高精度の距
離測定が可能となる。
素な装置の使用により、悪環境下でも高精度の距
離測定が可能となる。
第１図は本発明の第１実施例に係る距離測定装
置を示す測定系統図、第２図は、超音波探触子ヘ
ツドの一例を示す断面図、第３図は距離測定装置
における波形を示す線図、第４図は本発明の第２
実施例に係る距離測定装置を示す測定系統図、第
５図は本発明の具体的測定結果を示す線図、第６
図は本発明による音速補正の効果を示す線図、第
７図は従来の音速補正方法を示す模式図である。 １０……距離測定装置、１１……超音波探触子
ヘツド、１２……ノズル、１３……振動子、１４
……被測定物体、１５……基準反射体、１６……
主パルス発生器、１７……パルサ、１８……レシ
ーバ、１９，２０……遅延パルス発生器、２１，
２２……ミキサ、２３……クロツクパルス発生
器、２４，２５……パルスカウンタ、２６……演
算処理器。
置を示す測定系統図、第２図は、超音波探触子ヘ
ツドの一例を示す断面図、第３図は距離測定装置
における波形を示す線図、第４図は本発明の第２
実施例に係る距離測定装置を示す測定系統図、第
５図は本発明の具体的測定結果を示す線図、第６
図は本発明による音速補正の効果を示す線図、第
７図は従来の音速補正方法を示す模式図である。 １０……距離測定装置、１１……超音波探触子
ヘツド、１２……ノズル、１３……振動子、１４
……被測定物体、１５……基準反射体、１６……
主パルス発生器、１７……パルサ、１８……レシ
ーバ、１９，２０……遅延パルス発生器、２１，
２２……ミキサ、２３……クロツクパルス発生
器、２４，２５……パルスカウンタ、２６……演
算処理器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水浸または水柱ジエツト構造の超音波探触子
ヘツドを用い、探触子ヘツド内に設けられて送
信、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間
の超音波の伝播時間を測定して、被測定物体まで
の距離を測定する超音波式距離測定方法におい
て、振動子と被測定物体との間の一定位置に入射
超音波パルスエネルギの一部を反射し、他の一部
を通過させる基準反射体を設け、励振パルスと該
基準反射体による反射パルスの間の時間間隔t0お
よび励振パルスと被測定物体による反射パルスの
間の時間間隔t1を測定し、上記時間間隔t0および
振動子と基準反射体とがなす距離d0からその時
の水中の音速Ｃを算出し、上記時間間隔t1にその
音速Ｃを乗じて、振動子と被測定物体間の距離
d1を演算することを特徴とする超音波式距離測
定方法。 ２ 水浸または水柱ジエツト構造の超音波探触子
ヘツドを用い、探触子ヘツド内に設けられて送
信、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間
の超音波の伝播時間を測定し、被測定物体までの
距離を測定する超音波式距離測定装置において、
探触子ヘツドのノズルの途中に設けられる基準反
射体と、主パルス発生器と、主パルス発生器に同
期して振動子を励振するパルサと、励振パルスお
よび反射パルスを受信増巾するレシーバと、主パ
ルス発生器のパルスから一定の遅延の後に、ノズ
ル途中の基準反射体および被測定物体からの各反
射パルスの前記レシーバへの到達時間の近傍であ
る巾を持つたパルスを発生し、各反射パルスをそ
れぞれ有効、無効とする遅延パルス発生器と、励
振パルスとノズル途中の基準反射体および被測定
物体からの各反射パルスのそれぞれとの時間間隔
t0、t1を測定するパルスカウンタと、上記時間間
隔t0および振動子と基準反射体とが成す距離d0か
らその時の水中の音速Ｃを算出し、上記時間間隔
t1にその音速Ｃを乗じて、振動子と被測定物体間
の距離d1を演算する演算処理器と、を有してな
ることを特徴とする超音波式距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21864884A JPS6197584A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 超音波式距離測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21864884A JPS6197584A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 超音波式距離測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197584A JPS6197584A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH0123754B2 true JPH0123754B2 (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=16723238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21864884A Granted JPS6197584A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 超音波式距離測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197584A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293608A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-04-30 | Kawasaki Steel Corp | ロ−ルプロフイ−ル測定方法および装置 |
| US4778107A (en) * | 1986-08-21 | 1988-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Fuel injection valve assembly and an assembling method therefor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56147020A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic level gage |
| JPS5784378A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Method of measuring distance with supersonic wave in flowing fluid |
| JPS592526U (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社名機製作所 | 射出成形機 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP21864884A patent/JPS6197584A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56147020A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic level gage |
| JPS5784378A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Method of measuring distance with supersonic wave in flowing fluid |
| JPS592526U (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社名機製作所 | 射出成形機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6197584A (ja) | 1986-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |