JPH02110392A - 音響測深機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超音波を用いて水深測定を行う音響測深機に関
し、特に、その記録方式の改良に関するものである。

（従来の技術） 船舶から海底に向けて超音波パルスを発射し、海底から
の反射波を信号処理し水深情報として記録紙に記録する
音響測深機は周知である。

一般に、この種の音響測深機には多重方式の記録装置が
備えられ、拡大したレンジによって浅い水深から深い水
深まで連続的に水深情報を記録できるようになっており
、水深を細かく読み取る必要性や記録の信頼性が重視さ
れる水深測量には該多重方式の記録装置を備えた音響測
深機が広く利用されている。

第３図にはこの種の多重方式の記録装置の中で広く使用
されているベルト式記録装置を備えた音響測深機の構成
図が示されている８図において、モータ１によって駆動
されたベルト２が一定速度で回転し、ベルト２に取り付
けられた記録ベン３によって定速で繰り出される記録紙
４に水深の受信記録が記録される機構となっている。

すなわち、ベルト２には、例えば６個のマグネット５が
取り付けられており、このマグネット５がリードスイッ
チ６に近づくと、・該リードスイッチ６が“接”になり
、該リードスイッチ６からの信号により送信部７がトリ
ガーされ、送受波器８から海底に向けて超音波パルスが
送信される。

一方、海底からの反射波は送受波器８によって受波され
、その受渡信号は音波信号から電気信号（受信信号）に
変換されて受信部９へ送られ、さらに該受信部９で信号
増幅された後、図示されていない摺導板を通して記録ベ
ン３に印加される。

この第３図の装置においては、記録ベン３が１回転する
問に超音波パルスが６回送信され、各送信ごとの水深情
報が記録紙４上に表示される。

第４図には一定間隔の送信によって得られた受信信号（
水深情報）の多重方式の記録態様が示されている。

図において、Ｔ（−２）、Ｔ（−１）、Ｔ（０）。

Ｔ（１）およびＴ（２）は超音波の送信パルスを示し、
それに対応するＥ　（−２）、　Ｅ　（−１）。

Ｅ（０）、Ｅ（１）およびＥ（２）は、送信の結果、海
底からの反射によって得られる受信信号を示す、第４図
は水深の浅い方から深い方へ船舶が移動して行くときの
記録の様子を示している。

図中、超音波パルスの送信は、一定間隔、例えば水深に
換算して１０ｍの時間間隔で、記録ベン３が１周する間
に６回行い、これを連続的に繰り返しながら水深の記録
を行っている。

この場合、記録紙４を矢印の向きに移動させて行くと、
図中に示すような記録態様となる。

すなわち、Ｔ（０）の送信によって得られる受信信号Ｅ
（０）はＴ（０）の送信記録線ＲＴ（０）を起点として
記録紙４上のＲＥ（０）のように記録される。一方、Ｔ
（−１）の送信は、Ｔ（０）に比べ１０ｍ前（約１３．
３ｍ５）に送信されるため、水深が１０ｍ以上になると
、記録紙４上にはＴ（−１）の送信記録線ＲＴ（−１＞
を起点としてＥ（−１）の受信信号がＲＥ（−１）のよ
うに記録される。

同様に、２０ｍ前に送信されるＴ（−２）の送信によっ
て得られる受信信号Ｅ（−２＞が水深が２０ｍ以上にな
ると、記録紙４上にＲＥ（−２）のように現われてくる
。

このように、水深が深くなって行くと、さらにその手前
の送信によって得られる受信信号が記録紙４に現われて
くる。したがって海底からの反射波を受信できる範囲内
の水深であれば、常に記録紙４上に受信信号を記録でき
、水深が変化しても記録が途切れることなく連続的な水
深を記録することができるのである。

（発明が解決しようとする課題） この種の多重方式による記録装置を水深情報の記録のみ
に使用するのであれば特に問題はない。

しかし、海底からの受信信号をとらえて、送信から受信
信号までの時間間隔から水深を求め、デジタル数値で水
深を表示させたり、このデジタル数値を外部の信号処理
回路へ加えて所要の信号処理を行わせるような場合にお
いては次のような欠点がある。すなわち、超音波パルス
を送信してから次の超音波パルスの送信までの間に海底
からの反射信号の受渡がある場合は問題ないが、それを
越える水深になると、次の超音波パルスの送信波が反射
波の受信信号と干渉して水深測定ができなくなるという
欠点がある。したがって、従来の装置において、この種
の欠点を避けるため番こは、例えば記録ベン３が１回転
する間に超音波パルスの送信をＮ回行わせたい場合には
、水深測定可能範囲を１／Ｎに小さくしなければならず
、深い海域での水深測定ができないという問題があった
。

本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、測定可能な水深範囲を大きくで
き、しかも実質的に多重記録方式によって水深の記録を
行うことができる音響測深機の記録装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために次のように構成され
ている。すなわち、本発明は、一定時間間隔で超音波パ
ルスを海底に向けて発射し、海底からの反射信号を信号
処理して記録紙上に記録する音響測深機において、超音
波パルスの発射基準時点から次の同一時点までの送信周
期の少なくとも１／Ｎ（Ｎは整数）周期分の超音波反射
情報を記憶可能なメモリ回路と；　１／Ｎに等分割され
た送信周期の各分割時間区間に同一！ｇ様で番地が付さ
れ各分割時間区間の超音波反射情報を同一番地ごとに比
較し、信号レベルの一番高い超音波反射情報を第２番目
から第Ｎ番目までの分割時間区間中にメモリ回路の対応
する番地にそれぞれ書込む水深情報書込み回路と、前記
メモリ回路に書き込まれた超音波反射情報を１／Ｎ分割
された次の送信周期の第１番目の分割時間区間中に記録
部へ読み出す水深情報読み出し回路と；　を有する音ｇ
測深機である。

（作　用） 上記構成からなる本発明において、超音波の送受により
得られる水深情報の記録は次のように行われる。

まず、超音波パルスの送信により、１／Ｎに等分割され
た送信周期（第１番目の送信周期）の第１番目の分割時
間区間の水深情報が水深情報書き込み回路による指令に
よって次々にメモリ回路の指定された番地に書き込み記
憶される。

このメモリ回路への書き込みが完了すると、次に第２番
目の分割時間区間の水深情報が水深情報書き込み回路へ
次々と入力してくる。水深情報書き込み回路は前記メモ
リ回路に書き込んだ水深情報を読み出し、該読み出した
水深情報と前記入力して来る水深情報とを各分割時間区
間の同一番地の水深情報同志を比較し、信号レベルの大
きい方の水深情報をその番地の水深情報として採用し、
その利用した水深情報を改めてメモリ回路の対応する番
地にそれぞれ書き込む、つまり、メモリ回路の水深情報
は改めて書き込まれた水深情報によって更新される。こ
の信号比較による書き込みが完了すると第３番目の分割
時間区間の水深情報が水深情報書き込み回路に入力して
来る。

水深情報書き込み回路は同様にして該入力して来る水深
情報と、メモリ回路から読み出した水深情報とを同一番
地ごとに比較し、信号レベルの大きい方の水深情報をメ
モリ回路に更新書き込みをする。この信号の比較書き込
み動作は第Ｎ番目の分割時間区間まで順次行われる。こ
れら第Ｎ番目までの比較書き込みの完了時点においては
、メモリ回路には第１番目から第Ｎ番目までの各時間区
間の水深情報のうち信号レベルの最も大きい水深情報が
各番地ごとに書き込まれること（こなる。

すなわち、メモリ回路には第１番目から第Ｎ番目までの
時間区間にわたり、水深情報が書き込まれるのである。

このように一周期分の所要の水深情報の書き込みが完了
した後、メモリ回路の水深情報は水深情報読み出し回路
によって次の送信周期の第１番目の分割時間区間中に記
録部へ読み出される。

そして、この記録部への読み出しと同時に該新たな第１
番目の分割時間区間の水深情報がメモリ回路に書き込ま
れ、前記第１番目の送信周期の信号処理と同様にして第
２番目の送信周期の信号処理が行われるのである。

（実　施　例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。な
お、本実施例の説明において、従来例と同一の構成部分
には同一符号を付してその説明を簡略化する。

第１図には本発明に係る一実施例の構成が示されている
１図において、本実施例の装置は記録部１０と、超音波
パルスの送受信部１１と、水深情報書き込み回路１２と
、メモリ回路１３と、水深情報読み出し回路１４とによ
って構成されている。

前記記録部１０は従来例と同様に、モータによって回転
走行されるベルト２にそれぞれ１個の記録ペン３および
マグネット５が固定され、ベルト２の走行によるマグネ
ット５とリードスイッチ６との接近により、システム全
体のトリガーパルスａ（第２図（ａ））が発生するよう
になっている。

記録用のベルト２は、モータにより、一定の速度で回転
するため、前記トリガーパルスａは一定間隔（記録ペン
が１周する間に１回の間隔）で発生することになる、そ
して、このトリガーパルスａは送受信部１１へ加えられ
る。

該送受信部１１は、制御回路１５と、送信部７と、送受
波器８と、受信部９とからなり、制御回路１５はトリガ
ーパルスａを受は制御信号を送信部７と後述の水深情報
書き込み回路１２へ加える。

送信部７は前記制御信号を受は送信信号ｂ（第２図（ｂ
））を送受波器８へ送る。この送信信号すを受けて送受
波器８は海底に向けて超音波パルスを送信し、その反射
波を受波するとともに、受波した音波信号を電気信号に
変換し、増幅および検波処理した後、受信信号Ｃ（第２
図（Ｃ））として水深情報書き込み回路１２へ加えられ
る。

第２図（Ｃ）において、この受信信号Ｃの波形中Ｐは超
音波パルスの発信情報であり、Ｓは海底からの反射情報
であり、また、Ｑは魚群等の情報である。

前記水深情報書き込み回路１２は、Ａ／Ｄ変換部１６と
、レベル比較器１７と、メモリ制御回路１８と、アドレ
ス発生器１９とからなる。

Ａ／Ｄ変換部１６はアナログの受信信号をデジタルの受
信信号に変換し、該デジタルの受信信号をレベル比較器
１７へ加えるものである。

一方、メモリＭ御回Ｎ１８は前記Ｍｇ１回路１５からの
制御信号を受けて超音波パルスの送信基準時から次の送
信基準時までの時間、すなわち、超音波パルスの送信周
期を１／Ｎに等分割、本実施例では送信周期を水深６０
ｍに相当する時間に設定し、第２図に示すように、これ
を第１番目から第６番目までの分割時間区間に６分割す
るとともに、ライドリード信号（書込み・読み出し信号
）ｄ（第２図（ｄ））　、リセット信号ｅ（第２図（ｅ
））、アドレス発生用のクロック信号ｆ（第２図（ｆ）
）、読み出しタイミング信号ｇ（第２図（ｇ））および
ゲート信号ｈ（第２図（ｈ））をつくり出し、さらに前
記第１番目の分割時間区間以外の区間において前記レベ
ル比較器１７ヘレベル比較指令を供給する。

他方、アドレス発生器１９は前記メモリ制御回路１８か
らリセット信号ｅとクロック信号ｆとを受け、アドレス
信号をつくり出し、該アドレス信号をメモリ回路１３へ
加える。該アドレス信号は前記メモリ制御回路１８によ
って６分割された各分割時間区間に０番地か、ら９９９
番地までの番地を指令する。すなわち、まず、第１番目
の分割時間区間の開始時に０番地を指令し、順次クロッ
ク信号に基づいて９９９番地まで指令する。

そして、９９９番地を指令した後、リセット信号ｅによ
って１０００番地目をリセットし、第２番目の分割時間
区間の開始位置（前記１０００番地目）を０番地とし、
同様に第２番目の分割時間区間に該０番地から９９９番
地までの番地を指令する。このように、送信周期の第１
番目の分割時間区間から第６番目の分割時間区間には同
一態様の番地がそれぞれ付されることになる。

つまり、本実施例では１分割時間区間が１０ｍの水中距
離に対応するから、１番地当たり１ｃｍの水中距離とな
り、例えば、５ｍの深度位置の番地と１５ｍ、２５ｍ、
３５ｍ、４５ｍおよび５５ｍの各深度位置の番地は同一
となる。

ところで、前述の如く、超音波パルスの送信によって、
先ず、第１番目の分割時間区間の水深情報（デジタルの
受信信号）がＡ／Ｄ変換部１６からレベル比較器１７へ
加えられるが、この第１番目の分割時間区間においては
、メモリ制御回路１８からレベル比較指令が出力されな
いようになっているため、前レベル比較器１７に入力し
た第１番目の分割時間区間の水深情報はライドリード信
号ｄによってメモリ回路１３にそのまま書き込まれる。

この書き込みに際しては前記アドレス発生器１９からア
ドレス信号による番地指令がされるので、前記水深情報
はメモリ回路１３の指定された番地に書き込まれる。こ
の場合、本実施例において、メモリ回路１３の記憶容量
は１分割時間区間当りの水深情報を記憶できるように、
すなわち、０番地から９９９番地までの水深情報を記憶
できるようになっている。したがって、例えば、１番地
の水深情報はメモリ回路１３の１番地のメモリ位置に記
憶されることになり、水深情報の番地とメモリ回路１３
のメモリ番地とは一対一に対応するようになっている。

この第１番目の分割時間区間の水深情報が全て記憶完了
した後に、第２番目の分割時間区間の水深情報がレベル
比較器１７に入力してくる。

この第２番目の分割時間区間から第６番目の分割時間区
間においては、メモリ制御回路１８からレベル比較器１
７ヘレベル比較指令が加えられる結果、レベル比較器１
７は新たに入力してくる第２番目の分割時間区間の水深
情報と、前記メモリ回路１３に記憶されている第１番目
の分割時間区間の水深情報とを同一番地ごとに信号レベ
ルの比較を行う、すなわち、メモリ制御回路１８からメ
モリ回路１３へ加えられるライドリード信号ｄは第２図
の信号波形の拡大図に示すように、１番地区間の前半が
読み出し信号部Ｒ，ｆ＆半が書き込み信号部Ｗにそれぞ
れ区画されており、この読み出し信号部においてメモリ
回路１３から指定された番地の水深情報がラッチ回路２
０へ読み出されてラッチされ、さらに、このラッチされ
た水深情報は読み出しタイミング信号ｇのタイミングで
レベル比較器１７へ読み出される。

レベル比較器１７は入力してくる第２番目の分割時間区
間の水深情報とラッチ回路２０を経て読み出されてくる
第１番目の分割時間区間の同一番地の水深情報との信号
レベルを比較し、信号レベルの大きい方の水深情報をメ
モリ回路長３へ送る。

そして、この信号レベルの大きい方の水深情報が前記ラ
イドリード信号ｄの書き込み信号部Ｗの書き込み動作に
よってメモリ回路１３の同一番地に書き込まれるのであ
る。このようにして、第０番地から第９９９番地までの
レベル比較および書き込み動作が完了した後に、第３番
目の分割時間区間の水深情報がレベル比較器１７に送ら
れてくる。以下第３番目から第６番目までの分割時間区
間の水深情報も同様な信号処理が行われる結果、メモリ
回路１３には第１番目から第６番目までの分割時間区間
の水深情報のうち各番地ごとに最大信号レベルの水深情
報が書き込まれることになる。

そして、この１周期分の水深情報は次の送信周期、つま
り、第２番目の送信周期の第１番目の分割時間区間にお
いて、水深情報読み出し回路１４によって記録ペン３へ
加えられる。

前記水深情報読み出し回路１４は、前記ラッチ回路２０
と、ゲート回路２１と、Ｄ／Ａ′ｌＲ換部２２と、出力
増幅回路２３とからなる。

前記第２番目の送信周期の第１番目の分割時間区間にお
いてはゲート信号りによってゲート回路２１が開かれる
ようになっているから、ライドリード信号ｄの読み出し
信号部Ｒによって読み出された第１番目の１周期分の水
深情報はラッチ回路２０およびゲート回路２１を経てＤ
／Ａ変換部２２へ加えられる。そして、この水深情報は
該Ｄ／Ａ変換部２２によってデジタルの水深情報からア
ナログの水深情報に信号変換され、さらに、出力増幅回
路２３で信号増幅された後、水深情報出力信号１（第２
図（１））として記録部を構成する記録ペン３に印加さ
れる。記録ペン３はこの水深情報出力信号ｌに基づいて
記録動作を行う結果、記録紙上には１周期分の水深情報
が記録されることになる。つまり、本実施例によれば、
記録ペン３が記録紙から外れている水深情報も記録でき
るから、実質的に多重方式による記録と言える。

なお、この第２番目の送信周期の第１番目の分割時間区
間においては、前述の如く、メモリ制御回路１８からレ
ベル比較器１７にレベル比較指令がされないから、該第
２番目の送信周期の第１番目の分割時間区間の水深情報
は第１番目の送信周期の水深情報と信号レベルの比較を
行うことなくライドリード信号ｄの書き込み信号部Ｗの
書き込み動作により、そのままメモリ回路１３の指定番
地に書き込まれることになる。

そして、第２番目の分割時間区間から第６番目の分割時
間区間においては前述したように信号レベルの比較が行
われ、第２番目の送信周期の１周期分の水深情報が同様
に記録紙上に表示されるのである。このようにして、第
３番目以降の送信周期の水深情報も次々と記録紙上に記
録されることとなる。

ところで、本実施例における送信周期の１周期分の水深
情報は各分割時間区間の信号レベルの比較によって形成
されるから、１周期分のみの水深情報だけからではある
番地の水深情報の海底位置が第１番目から第６番目まで
のいずれの分割時間区間における番地の情報であるかの
区別が困難である。しかし、実際には、船舶が第１番目
の分割時間区間内に相当する水深１０ｍ以内の浅瀬位置
から超音波パルスの送信を開始し、連続的に水深の記録
が行われるから、その記録をたどって行くことにより海
底から反射される水深情報の番地区別ができることとな
り、これにより記録紙上の水深表示から正確な水深を求
めることができる。

上記のように、本実施例によれば、水深が送信周期の第
１番目から第６番目までのいずれの分割時間区間に相当
する深度位置にあっても、これを確実にメモリ回路１３
に捕えることができ、かつ、これを記録紙上に確実に表
示できることが大きな特徴である。

また１本実施例では記録ペン３が１周移動する間に１回
しか超音波パルスを送信しないから、受信信号とトリガ
ーパルス（送信信号）とが重なり合って干渉するという
こともない。

したがって、第１図の破線で示す如く、受信信号Ｃと、
ＷＲ御回路１５がらのトリガーパルスａによって、送信
パルス（超音波パルス）の送信時から海底エコーの受渡
時までの時間から水深を算出表示するような水深測定器
２４を接続することが可能となり、極めて実用性の高い
音響測深機を提供することが可能となる。

なお、上記本実施例では、送信周期の各分割時間区間の
水深情報信号のレベルを比較して１周期分の水深情報信
号をメモリ回路１３に書き込むように構成したが、その
構成を多少変更することにより、１周期ごとの水深情報
信号を従来の多重記録方式と同様の態様で記録紙上に表
示することも可能である。

（発明の効果） 本発明は以上説明したような構成と作用とを有している
ので、記録ペンが１周する間に、超音波パルスの送信は
１回しか行わなくても、実質的な多重記録、すなわち送
信周期の１周期分に相当する深い水深情報を記録するこ
とができる。

また、前記の如く、記録ペンが１周する間に超音波パル
スの送信を１回とすることにより、超音波パルスの送信
のためのトリガー信号と受信信号との干渉が防止できる
から、受信信号のデジタル出力信号を水深測定器等の外
部機器へ取り出すことが可能になり、例えば、水深値の
デジタル処理（海底作成等の）の時代の要請にもこたえ
ることができ、本発明装置の利用価値はきわめて高い。

さらにまた、従来の多重方式の装置に較べ送信回数を減
らすことができるため、１回の送信出力をその分だけ高
めることができ、それに伴ない探知能力もより増大でき
、装置の実用価値を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本実施例における各種信号のタイムチャート図、
第３図は従来例の装置構成図、第４図は従来の多重方式
による水深記録の説明図である。 １・・・・・・モータ、　２・・・・・・ベルト、　３
・・・・・・記録ペン、　４・・・・・・記録紙、　５
・・・・・・マグネット、６・・・・・・リードスイッ
チ、　７・・・・・・送信部、８・・・・・・送受波器
、　９・・・・・・受信部、　１０・・・・・・記録部
、　１１・・・・・・送受信部、　１２・・・・・・水
深情報書き込み回路、　１３・・・・・・メモリ回路、
　１４・・・・・・水深情報読み出し回路、　１５・・
・・・・制御回路、１６・・・・・・Ａ／Ｄ変換部、１
７・・・・・・レベル比較器、１８・・・・・・メモリ
制御回路、　１９・・・・・・アドレス発生器、　２０
・・・・・・ラッチ回路、　２１・・・・・・ゲート回
路、　２２・・・・・・Ｄ／Ａ変換部、　２３・・・・
・・出力増幅回路、　２４・・・・・・水深測定器。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 第 図 富屯＃瓜しタイミ〉７１富！−一−２−−［Ｌ−一一−
ｒＬ−−−−Ｊ１−−、−−−−−ｇダ払火流形 率 図 ブ〃乃）ηアワ々→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定時間間隔で超音波パルスを海底に向けて発射し、海
   底からの反射信号を信号処理して記録紙上に記録する音
   響測深機において、超音波パルスの発射基準時点から次
   の同一時点までの送信周期の少なくとも１／Ｎ（Ｎは整
   数）周期分の超音波反射情報を記憶可能なメモリ回路と
   ；１／Ｎに等分割された送信周期の各分割時間区間に同
   一態様で番地が付され各分割時間区間の超音波反射情報
   を同一番地ごとに比較し、信号レベルの一番高い超音波
   反射情報を第２番目から第Ｎ番目までの分割時間区間中
   にメモリ回路の対応する番地にそれぞれ書き込む水深情
   報書き込み回路と、前記メモリ回路に書き込まれた超音
   波反射情報を１／Ｎ分割された次の送信周期の第１番目
   の分割時間区間中に記録部へ読み出す水深情報読み出し
   回路とを有することを特徴とする音響測深機。