JPH02147920A - 紙中の音速測定方法 - Google Patents
紙中の音速測定方法Info
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- JPH02147920A JPH02147920A JP63303499A JP30349988A JPH02147920A JP H02147920 A JPH02147920 A JP H02147920A JP 63303499 A JP63303499 A JP 63303499A JP 30349988 A JP30349988 A JP 30349988A JP H02147920 A JPH02147920 A JP H02147920A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
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。
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、紙中の音速測定方法に関し、更に詳しくは、
超音波を利用して紙の性質を測定する際の紙中の音速測
定方法の改善に関するものである。
超音波を利用して紙の性質を測定する際の紙中の音速測
定方法の改善に関するものである。
（従来の技術）
紙の性質（弾性率等）を求めるために、超音波を利用し
て紙中の音速を、１１１定することが行われている。
て紙中の音速を、１１１定することが行われている。
第３図は紙中を伝播する超音波の音速を測定する装置の
一例を示す構成図である。また第４図は第３図に示した
装置の動作時の信号波形である。
一例を示す構成図である。また第４図は第３図に示した
装置の動作時の信号波形である。
２つの振動子３および４を一定間隔ｇ離して紙１に押し
付け、一方の振動子３（トランスミッタ）にトリガパル
スを加え（第４図（ａ）） 、超音波を発生させる。こ
の超音波は紙１中を伝播し、他方の振動子４（レシーバ
）で電気信号に変換され（第４図（ｂ）） 、増幅器５
で増幅される。そして、演算装置（図示せず）で、超音
波の到達時間（振動子３にトリガを加えてから振動子４
で超音波が検出されるまでの時間）Ｔ′から紙１中の超
音波の音速Ｖを求める。
付け、一方の振動子３（トランスミッタ）にトリガパル
スを加え（第４図（ａ）） 、超音波を発生させる。こ
の超音波は紙１中を伝播し、他方の振動子４（レシーバ
）で電気信号に変換され（第４図（ｂ）） 、増幅器５
で増幅される。そして、演算装置（図示せず）で、超音
波の到達時間（振動子３にトリガを加えてから振動子４
で超音波が検出されるまでの時間）Ｔ′から紙１中の超
音波の音速Ｖを求める。
この音速Ｖは次式で与えられる。
ｖ ＝１ ／ （Ｔ’ Ｔｏ ）
ここで、Ｔｏはオフセット値であり、実験値より求める
ものである。そして、超音波の到達時間Ｔ′は第４図（
ｂ）に示すようにゼロクロス方式％式％ （発明が解決しようとする課題） ところで、以上のような装置の場合、振動子３゜４の紙
１への静圧、テンション等の変動により振動子４での検
出波形が第４図（ｂ）点線波形のように変化することが
ある。この場合、検出波形の初めの山のレベルがｖｔｈ
より小さくなるため、超音波の到達時間がＴ′として測
定される。このため、音速を正確に求めることができな
くなる。
ものである。そして、超音波の到達時間Ｔ′は第４図（
ｂ）に示すようにゼロクロス方式％式％ （発明が解決しようとする課題） ところで、以上のような装置の場合、振動子３゜４の紙
１への静圧、テンション等の変動により振動子４での検
出波形が第４図（ｂ）点線波形のように変化することが
ある。この場合、検出波形の初めの山のレベルがｖｔｈ
より小さくなるため、超音波の到達時間がＴ′として測
定される。このため、音速を正確に求めることができな
くなる。
また、紙の種類によっても超音波の検出波形の振幅が変
化する（一般に紙厚が薄くなるほど振幅が小さくなる）
ため、紙の種類によってスレッショルドレベルｖｔｈを
変更する必要がある。しかし、紙があまり薄くなると、
ｖｔｈがノイズレベルに接近し、測定が困難になる。
化する（一般に紙厚が薄くなるほど振幅が小さくなる）
ため、紙の種類によってスレッショルドレベルｖｔｈを
変更する必要がある。しかし、紙があまり薄くなると、
ｖｔｈがノイズレベルに接近し、測定が困難になる。
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、紙種類の違いや測定環境に影響さ
れることなく正確な紙中の音速の測定が可能な紙中の音
速測定方法を実現することにある。
目的とするところは、紙種類の違いや測定環境に影響さ
れることなく正確な紙中の音速の測定が可能な紙中の音
速測定方法を実現することにある。
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決する本発明は、紙中に超音波のトリガ信
号を送信し、一定距離離れた位置で紙中を伝達した超音
波を受信し、紙中の超音波伝達時間から超音波音速を求
める音速測定方法において、受信した超音波信号のうち
予め定められた第１の閾値を超えた振幅ピーク値並びに
予め定められた第２の閾値を超えた振幅ピーク値を保持
し、受信した超音波信号が第１の閾値を超えた後ゼロク
ロスするまでの時間並びに第２の閾値を超えた後ゼロク
ロスするまでの時間を計１１１１Ｌ、第１の閾値を超え
た振幅ピーク値及び第２の閾値を超えた振幅ピーク値並
びに第１の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間及
び第２の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間より
紙中の超音波伝達時間を求め、この超音波伝達時間から
紙中の超音波音速を求めるようにしたことを特徴とする
ものである。
号を送信し、一定距離離れた位置で紙中を伝達した超音
波を受信し、紙中の超音波伝達時間から超音波音速を求
める音速測定方法において、受信した超音波信号のうち
予め定められた第１の閾値を超えた振幅ピーク値並びに
予め定められた第２の閾値を超えた振幅ピーク値を保持
し、受信した超音波信号が第１の閾値を超えた後ゼロク
ロスするまでの時間並びに第２の閾値を超えた後ゼロク
ロスするまでの時間を計１１１１Ｌ、第１の閾値を超え
た振幅ピーク値及び第２の閾値を超えた振幅ピーク値並
びに第１の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間及
び第２の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間より
紙中の超音波伝達時間を求め、この超音波伝達時間から
紙中の超音波音速を求めるようにしたことを特徴とする
ものである。
（作用）
第１の閾値を超えた振幅ピーク値及び第２の閾値を超え
た振幅ピーク値並びに第１の閾値を超えた後ゼロクロス
するまでの時間及び第２の閾値を超えた後ゼロクロスす
るまでの時間より紙中の超音波伝達時間を求め、この超
音波伝達時間から紙中の超音波音速を求める。
た振幅ピーク値並びに第１の閾値を超えた後ゼロクロス
するまでの時間及び第２の閾値を超えた後ゼロクロスす
るまでの時間より紙中の超音波伝達時間を求め、この超
音波伝達時間から紙中の超音波音速を求める。
（実施例）
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の構成例を示す構成図である
。この図において、第３図と同一物には同一番号を付し
、説明は省略する。図において、１１はトランスミッタ
から与えられるトリガにより閉じるスイッチ、１２はス
イッチ１１を通過した入力信号のピーク値Ｖｌを保持す
るピークホールド回路、１３はピークホールド回路１２
で保持された値Ｖ１をディジタル値ＤＶ、に変換するＡ
／Ｄ変換器、］４は人力信号を基準値Ｖｔｈ＋と比較す
るコンパレータ、］２５は入力信号が基準電■ｔｈ＋を
過ぎてから基準電圧（ゼロ）を通ったタイミングを検出
するゼロクロス回路、１６はある基準のタイミングから
入力信号のゼロクロスが検出されるまでの時間Ｔ、をカ
ウントするカウンタ、１７はカウンタ１６のカウントの
基準になる発振器である。２１はトランスミッタから与
えられるトリガにより閉じるスイッチ、２２はスイッチ
２１を通過した信号のピーク値ｖ２を保持するピークホ
ールド回路、２３はピークホールド回路２２で保持され
た値ｖ２をディジタル値Ｄｖ２に変換するＡ／Ｄ変換器
、２４は入力信号を基準値Ｖｔｈ２と比較するコンパレ
ータ、２５は入力信号が基準値Ｖｔｈ２を過ぎてから基
準電圧（ゼロ）を通ったタイミングを検出するゼロクロ
ス回路、２６はある基準のタイミングから入力信号のゼ
ロクロスが検出されるまでの時間Ｔ２をカウントするカ
ウンタ、２７はカウンタ２６のカウントの基準になる発
振器である。３０は上記したＴ、、Ｔ２゜ＤＶ、、ＤＶ
２から演算を行い、真の到達時間Ｔを求める演算回路で
ある。
。この図において、第３図と同一物には同一番号を付し
、説明は省略する。図において、１１はトランスミッタ
から与えられるトリガにより閉じるスイッチ、１２はス
イッチ１１を通過した入力信号のピーク値Ｖｌを保持す
るピークホールド回路、１３はピークホールド回路１２
で保持された値Ｖ１をディジタル値ＤＶ、に変換するＡ
／Ｄ変換器、］４は人力信号を基準値Ｖｔｈ＋と比較す
るコンパレータ、］２５は入力信号が基準電■ｔｈ＋を
過ぎてから基準電圧（ゼロ）を通ったタイミングを検出
するゼロクロス回路、１６はある基準のタイミングから
入力信号のゼロクロスが検出されるまでの時間Ｔ、をカ
ウントするカウンタ、１７はカウンタ１６のカウントの
基準になる発振器である。２１はトランスミッタから与
えられるトリガにより閉じるスイッチ、２２はスイッチ
２１を通過した信号のピーク値ｖ２を保持するピークホ
ールド回路、２３はピークホールド回路２２で保持され
た値ｖ２をディジタル値Ｄｖ２に変換するＡ／Ｄ変換器
、２４は入力信号を基準値Ｖｔｈ２と比較するコンパレ
ータ、２５は入力信号が基準値Ｖｔｈ２を過ぎてから基
準電圧（ゼロ）を通ったタイミングを検出するゼロクロ
ス回路、２６はある基準のタイミングから入力信号のゼ
ロクロスが検出されるまでの時間Ｔ２をカウントするカ
ウンタ、２７はカウンタ２６のカウントの基準になる発
振器である。３０は上記したＴ、、Ｔ２゜ＤＶ、、ＤＶ
２から演算を行い、真の到達時間Ｔを求める演算回路で
ある。
また、第２図は振動子３に与えるトリがパルス並びに振
動子４での検出信号の波形を示す波形図である。
動子４での検出信号の波形を示す波形図である。
以下、第１図及び第２図を使用して本実施例の動作を説
明する。
明する。
発振器２から振動子３にトリガパルス（第２図（ａ））
が印加されると、振動子３は超音波を発生する。この超
音波は紙１中を伝播し、距Ｍｆｌの位置にある振動子４
により検出される（第２図（ｂ））。
が印加されると、振動子３は超音波を発生する。この超
音波は紙１中を伝播し、距Ｍｆｌの位置にある振動子４
により検出される（第２図（ｂ））。
また、トリガパルス（第２図（ａ））に同期してスイッ
チ１１が閉じ、振動子４からの検出信号をピークホール
ド回路１２に伝える。この場合振動子４の検出波形が第
２図（ｂ）実線の波形であるとする。コンパレータ１４
は検出信号が閾値Ｖｔｈ＋を超えた時点でハイレベルの
信号をゼロクロス回路１５に与える。ここで、ゼロクロ
ス回路１５は振動子４からの検出信号を監視しており、
コンパレータ１４からハイレベルの信号を与えられた直
後に、検出信号の値が零になったタイミング（トリガパ
ルスの発生から時間Ｔ１経過後）でパルスを出力する。
チ１１が閉じ、振動子４からの検出信号をピークホール
ド回路１２に伝える。この場合振動子４の検出波形が第
２図（ｂ）実線の波形であるとする。コンパレータ１４
は検出信号が閾値Ｖｔｈ＋を超えた時点でハイレベルの
信号をゼロクロス回路１５に与える。ここで、ゼロクロ
ス回路１５は振動子４からの検出信号を監視しており、
コンパレータ１４からハイレベルの信号を与えられた直
後に、検出信号の値が零になったタイミング（トリガパ
ルスの発生から時間Ｔ１経過後）でパルスを出力する。
このパルスによりスイッチ１１は開くため、ピークホー
ルド回路１２で保持されるピーク値は■、となる。この
ピーク値ｖ１は、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル値ＤＶ
、に変換されて演算装置３０に送られる。また、カウン
タ１６はトリガパルス（第２図（ａ））から発振器１７
のパルスを基準にカウントしており、ゼロクロス回路１
５からのパルスによりカウントを中止する。従って、時
間Ｔ、がカウントされており、このＴ、は演算装置３０
に送られる。
ルド回路１２で保持されるピーク値は■、となる。この
ピーク値ｖ１は、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル値ＤＶ
、に変換されて演算装置３０に送られる。また、カウン
タ１６はトリガパルス（第２図（ａ））から発振器１７
のパルスを基準にカウントしており、ゼロクロス回路１
５からのパルスによりカウントを中止する。従って、時
間Ｔ、がカウントされており、このＴ、は演算装置３０
に送られる。
また上記動作と並行して、トリガパルス（第２図（ａ）
）に同期してスイッチ２１が閉じ、振動子４からの検出
信号をピークホールド回路２２に伝える。コンパレータ
１４は検出信号が閾値Ｖｔｈ２を超えた時点でハイレベ
ルの信号をゼロクロス回路２５に与える。ここで、ゼロ
クロス回路２５は振動子４からの検出信号を監視してお
り、コンパレータ２４からハイレベルの信号を与えられ
た直後に、検出信号の値が零になったタイミング（トリ
がパルスの発生から時間Ｔ２経過後）でパルスを出力す
る。このパルスによりスイッチ２１は開くため、ピーク
ホールド回路２２で保持されるピーク値はＶ２となる。
）に同期してスイッチ２１が閉じ、振動子４からの検出
信号をピークホールド回路２２に伝える。コンパレータ
１４は検出信号が閾値Ｖｔｈ２を超えた時点でハイレベ
ルの信号をゼロクロス回路２５に与える。ここで、ゼロ
クロス回路２５は振動子４からの検出信号を監視してお
り、コンパレータ２４からハイレベルの信号を与えられ
た直後に、検出信号の値が零になったタイミング（トリ
がパルスの発生から時間Ｔ２経過後）でパルスを出力す
る。このパルスによりスイッチ２１は開くため、ピーク
ホールド回路２２で保持されるピーク値はＶ２となる。
このピーク値ｖ２は、Ａ／Ｄ変換器２３でディジタル値
ＤＶ、に変換されて演算装置３０に送られる。また、カ
ウンタ２６はトリガパルス（第２図（ａ））から発振器
２７のパルスを基準にカウントしており、ゼロクロス回
路２５からのパルスによりカウントを中止する。従って
、時間Ｔ、がカウントされており、このＴ２は演算装置
３０に送られる。
ＤＶ、に変換されて演算装置３０に送られる。また、カ
ウンタ２６はトリガパルス（第２図（ａ））から発振器
２７のパルスを基準にカウントしており、ゼロクロス回
路２５からのパルスによりカウントを中止する。従って
、時間Ｔ、がカウントされており、このＴ２は演算装置
３０に送られる。
演算装置３０は上記Ｖ＋ （ＤＶ＋ ）、ＴＩ 。
Ｖ２ （ＤＶ２ ）、Ｔ２から到達時間Ｔを求める。
このＴは以下の式で求めることができる。
Ｔ＝ （ＴＩ Ｖ２−Ｔ２ Ｖ＋ ）／ （Ｖｚ Ｖ
＋ ）ところで、振動子３．４の紙１への静圧、テンシ
ョン等の変動や紙の種類により振動子４での検出波形の
振幅が小さくなり、第２図（ｂ）点線波形のようになる
ことがある。この場合、検出波形の初めの部分の山のレ
ベルがＶｔｂ４ 、 Ｖｔｂ２より小さくなるため、超
音波の到達時間がＴ、’、Ｔ′として、かなり遅れて測
定されることになる。
＋ ）ところで、振動子３．４の紙１への静圧、テンシ
ョン等の変動や紙の種類により振動子４での検出波形の
振幅が小さくなり、第２図（ｂ）点線波形のようになる
ことがある。この場合、検出波形の初めの部分の山のレ
ベルがＶｔｂ４ 、 Ｖｔｂ２より小さくなるため、超
音波の到達時間がＴ、’、Ｔ′として、かなり遅れて測
定されることになる。
しかし、この様な場合であっても、検出波形の振幅特性
には一定の関係がある（第２図（ｂ））ため、上記の式
により正確にＴを求めることが可能である。尚、第２図
（ｂ）で示した実線波形から求めたＴと点線波形から求
めたＴとが一致することは実験においても確認された。
には一定の関係がある（第２図（ｂ））ため、上記の式
により正確にＴを求めることが可能である。尚、第２図
（ｂ）で示した実線波形から求めたＴと点線波形から求
めたＴとが一致することは実験においても確認された。
すなわち、測定環境や紙厚の変化による検出信号の振幅
変化によらず、到達時間Ｔを正確に求めることができる
。
変化によらず、到達時間Ｔを正確に求めることができる
。
そして、演算装置３０はこの到達時間Ｔから紙中の音速
Ｖを求める。
Ｖを求める。
従って、以上のような測定方法によれば、紙種類の違い
や測定環境に影響されることなく正確な紙中の音速の測
定が可能になる。
や測定環境に影響されることなく正確な紙中の音速の測
定が可能になる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明では、第１の閾値を
超えた振幅ピーク値及び第２の閾値を超えた振幅ピーク
値並びに第１の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時
間及び第２の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間
より、紙中の超音波伝達時間を求め、この超音波伝達時
間から紙中の超音波音速を求めるようにした。このため
、紙種類の違いや測定環境に影響されることなく正確な
紙中の音速のｎ１定が可能な紙中の音速測定方法を実現
することができる。
超えた振幅ピーク値及び第２の閾値を超えた振幅ピーク
値並びに第１の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時
間及び第２の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間
より、紙中の超音波伝達時間を求め、この超音波伝達時
間から紙中の超音波音速を求めるようにした。このため
、紙種類の違いや測定環境に影響されることなく正確な
紙中の音速のｎ１定が可能な紙中の音速測定方法を実現
することができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成図、第２図
は送信信号と受信信号の波形を示す波形図、第３図は従
来装置の構成を示す構成図、第４図は従来装置の送信信
号と受信信号の波形を示す波形図である。 １・・・紙 ２・・・発振器３・・・振
動子（トランスミッタ） ４・・・振動子（レシーバ） ５・・・増幅器 １１．２１・・・スイッチ
１２．２２・・・ピークホールド回路 １３．２３・・・Ａ／Ｄ変換器 １４．２４・・・コンパレータ １５．２５・・・ゼロクロス回路 １６．２６・・・カウンタ ３０・・・演算装置第 第 図
は送信信号と受信信号の波形を示す波形図、第３図は従
来装置の構成を示す構成図、第４図は従来装置の送信信
号と受信信号の波形を示す波形図である。 １・・・紙 ２・・・発振器３・・・振
動子（トランスミッタ） ４・・・振動子（レシーバ） ５・・・増幅器 １１．２１・・・スイッチ
１２．２２・・・ピークホールド回路 １３．２３・・・Ａ／Ｄ変換器 １４．２４・・・コンパレータ １５．２５・・・ゼロクロス回路 １６．２６・・・カウンタ ３０・・・演算装置第 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 紙中に超音波のトリガ信号を送信し、一定距離離れた位
置で紙中を伝達した超音波を受信し、紙中の超音波伝達
時間から超音波音速を求める音速測定方法において、 受信した超音波信号のうち予め定められた第１の閾値を
超えた振幅ピーク値並びに予め定められた第２の閾値を
超えた振幅ピーク値を保持し、受信した超音波信号が第
１の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間並びに第
２の閾値を超えた後ゼロクロスするまでの時間を計測し
、 第１の閾値を超えた振幅ピーク値及び第２の閾値を超え
た振幅ピーク値並びに第１の閾値を超えた後ゼロクロス
するまでの時間及び第２の閾値を超えた後ゼロクロスす
るまでの時間より紙中の超音波伝達時間を求め、この超
音波伝達時間から紙中の超音波音速を求めるようにした
ことを特徴とする紙中の音速測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303499A JPH02147920A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 紙中の音速測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63303499A JPH02147920A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 紙中の音速測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02147920A true JPH02147920A (ja) | 1990-06-06 |
Family
ID=17921704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63303499A Pending JPH02147920A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 紙中の音速測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02147920A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275608A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Teijin Pharma Ltd | 超音波伝播時間測定方法を用いた気体流量及び気体濃度の測定装置 |
| CN101813515A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-08-25 | 重庆理工大学 | 一种精密测量超声波传输时间的方法及装置 |
| WO2021176630A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | オリンパス株式会社 | 超音波計測装置 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP63303499A patent/JPH02147920A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275608A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Teijin Pharma Ltd | 超音波伝播時間測定方法を用いた気体流量及び気体濃度の測定装置 |
| CN101813515A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-08-25 | 重庆理工大学 | 一种精密测量超声波传输时间的方法及装置 |
| WO2021176630A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | オリンパス株式会社 | 超音波計測装置 |
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