JPH02500682A - 音響パルスの時間を表示する方法およびその方法を実行する装置 - 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】 音響パルスの時間を表示する方法 およびその方法を実行する装置 本発明は上行縁と下行縁とを持つ振幅エンベロープを有する波パッケージを含む 音響パルスの送受信時の時間を表示する方法に関する。また本発明はパルスに対 応する電気信号を発生させる装置を含む音響装置において送受信される音響パル スのこのような時間表示を実行する装置にも関する。

具合よく、本発明による方法および装置はエコー形音響装置、すなわち音響パル スの走行時間がパルスの送信の時間からそれが反射されて再び受信される時間ま で測定される装置、における走行時間の測定に用いることができる。

このような音響測定装置にはいくつがの変形があり、多くの異なる分野で、例え ばタンクや容器などの中にある物のレベルまたは容積の測定、カメラ・レンズの 自動焦点結びのような距離の測定、流れの測定、超音波検査のような医療診断、 位置決定、などに用いられる。

特に、本発明による方法および装置がタンクおよび容器内のエコー形音響液体レ ベル測定に関連して走行時間の測定における今日の問題を解決するという事実に より、既知の音響液体レベル測定装置の設計および機能を簡単に説明し、次にこ のような装置に存在する問題点を解明することにする。

いわゆるエコー形の音響液体レベル測定では、測定すべきレベルまたは容積の液 体を含む容器内の最高点に音響変換器が具備されている。音響変換器は、持続時 間の比較的短かい波パッケージのような第１電気信号を送信機から供給される。

この第１信号に応じて、変換器は液体の表面に下方に送信される対応する音響パ ルスを発生する。表面で反射されてから、パルスはそれに応じて受信機に供給さ れる第２電気信号を発生させる変換器により再び捕捉される。第１および第２電 気信号間の時間間隔、すなわち音響パルスの走行時間が決定され、また変換器か ら液体の表面までの距離は問題の媒体における音響パルスの伝搬速度を知ること によって算出される。

明らかに、このような走行時間の測定に関しては、反射パルスすなわちエコーの 受信時間を正確にめることが大切である。これに関連して、それぞれ送受信され た音響パルスの時間の測定表示を不正確にする要因が数多くある。　。

音響パルスの時間を表示する１つの既知の方法は、単にパルスの有無を検出する ことである。この場合、パルスすなわち電気信号の時間表示の精度は基本的に波 パッケージの振幅エンベロープの幅に左右される。

音響パルスの時間表示の精度をより高めるために、異なる形の限界レベル検出器 が提案されてきた。これらの場合には、時間の表示はパルスの振幅を検出してそ の振幅がプリセットされた限界レベルを越えるならばそのパルスを承認する検出 器によって行われる。パルスの時間の表示は、パルスの振幅が限界レベルを越え る瞬間に生じる。

多くの場合、正すなわち上行縁での限界レベル検出はパルスの十分正確な時間を 表示せず、また下行縁の傾斜を増すことによって精度を増す試みは不都合な帯域 幅の増加を伴いさらに悪いＳＮ比を生じさせる。

その上、限界レベル法は液体レベルの変化につれてパルスの走行距離が変わるこ とによってエコーの振幅の変化に敏感であるという不利がある。パルスの強い減 衰は、例えば音響妨害も有効エコー・パルスとして解釈できるように低く選ばな ければならない限界値に振幅が到底達しないという結果を生じることがある。音 響パルスの強くない減衰は、限界レベルと上行縁に沿って上方に移動すべき振幅 エンベロープとの交点を生じさせ、すなわち走行時間測定の基本となる表示時間 は波パッケージ内で移動される。

波パッケージの上行縁に沿って測定された時間の移動の問題が比較的低い搬送周 波数を使用する場合に特に目立つのは、上行縁の弱い傾斜によるこの場合の振幅 の小さな減衰が振幅エンベロープと限界値との交差する時間を大きく変えること があるからである。例えば、爆発危険の見地から変換器内で高電力レベルにさら されてはならない可燃性液体の容器内でのレベル測定に関しては低音響周波数が 望ましい。

音響パルスが変換器と液体表面との間で管などの中で伝搬される場合にも、管内 のしたたり沈殿、突出基準点などに起因する妨害に敏感でない、所要電力の少な い、そしてより高位の発振モードを作るように傾斜されない、低い周波数のパル スを用いることが望ましい。この場合に、音響パルス搬送波の波長が管の直径に 等しいかそれより小であることを基本的に意味する高周波パルスの使用は、基本 モードのほかに管を伝搬するより高位の多数の発振モードを伴う。平面波すなわ ち基本モードと違って、より高位のモードは管の長さ方向に沿って伝搬するだけ ではなく、その横方向にも伝搬し、これは偽エコー・パルスを生じさせそれによ って不正確な測定結果を生じさせる。

このような音響管測定装置において良好な精度を得るために、これまでは上述の 精度の問題によりかつ低周波パルスの時間表示に関して比較的高い周波数の音響 を使用することを余儀なくされた。

したがつて本発明の目的は、上記の問題を除去するとともに今日の既知の音響測 定法によって達成できるものに比べて音響パルスの時間の表示精度を著しく改良 し得る冒頭に示された種類の方法および装置を提供することである。

１つの特定の目的は、比較的低い周波数の音響パルスの時間の極めて正確な表示 を可能にする７頭に示された種類の方法および装置を提供することである。

もう１つの目的は、音響パルスの時間の表示に関して従来の限界値検出の必要を なくす冒頭に示された種類の方法および装置を提供することである。

もう１つの目的は、送受信されるパルスの振幅の変化にかかわらず時間の正確な 表示を可能にする冒頭に示された種類の方法および装置を提供することである。

上記および他の目的は、振幅エンベロープの下行縁のはじまりが波パッケージの 基準時間を決定するために検出されること、波パッケージ内の所定のゼロ交差が 基準時間から識別されること、および識別されたゼロ交差の時間が決定されるこ と、を特徴とする冒頭に示された種類の方法を使用することによって達成される と思う。

基準時間の決定は基本的に、音波のピーク値がすぐ前のピーク値より低くなると き、すなわち振幅エンベロープの負の縁のはじめに行われることが望ましい。

本発明により上記に示された方法を実行するために、音響パルスの時間を表示す る冒頭に示された種類の装置であって、さらに波パッケージ内の基準時間を決定 する電気信号の下行縁のはじまりを検出するとともに基準時間に対応するトリガ 信号を発生させるように配列された第１装置と、トリガ信号に応じて波パッケー ジ内の所定のゼロ交差を識別するとともに識別されたゼロ交差に対応する時間信 号を発生させるように配列された第２装置とを含むことを特徴とする前記装置が 提供されている。

したがって、基準時間を決定する際に下行縁のはじまりを使用することによりて 時間表示のために振幅エンベロープの正または上行縁が使用される従来の限界値 検出と違うパルスの時間表示に振幅エンベロープの下行縁が使用される本発明に より、例えば減衰による波パッケージの振幅の変化は波パッケージに関する基準 時間の位置に影響を及ぼさない。さらに、本発明の新しい特定の特徴は、所定の ゼロ交差が波パッケージ内で識別されること、および走行時間などの計算がそれ ぞれの波パッケージ内の所定のゼロ交差間の時間差の計算によって行われること である。

本発明による方法および装置の他の特徴は添付の請求の範囲に示されている。

走行時間の測定に関して本発明による方法を実行する装置の好適な実施例を付図 に関し以下に詳しく説明する。

第１図は本発明による装置を具備する既知の音響レベル測定装置の概略図を示す 。第２図は第１図の本発明による装置の組立ての概略図を示す。第３ａ図〜第３ ｈ図は測定装置および第１図と第２図の装置に現われる信号の波形を示す時間チ ャートである。第４図は第３ａ図、第３ｄ図および第３ｅ図の信号をより大きな 目盛で示し、さらに第５Ａ図ならびに第５Ｂ図は本発明の応用の特殊な分野を示 す。

第２図で全体として１で示される音響レベル測定装置は、管４の頂部に置かれる 電気−音響変換器３に電気接続されている送受信機を含む。送受信機２は第１図 に示されるような単ユニットによって構成されたり、マイクロホンと組み合わさ れたスピーカによって構成されることがある。管４は液体６を含有する容器また はタンク５の上部にわたり、容器内の液体レベルが測定される。音響変換器３は 送信機２から波パッケージの形をした第１電気信号Ｅ１を所定の間隔で受信する とともに、それに応じて音響パルスＰ１を発生させるが、このパルスは管５を通 って伝搬しかつ管４の下縁の上に置かれる液体表面６ａで反射される。パルスの 走行時間と呼ばれる送信後のある時間がたってから、反射パルスすなわちエコー Ｐ２は変換器３によりて受信されるが、この変換器３はエコーパルスＰ２を第２ 電気信号Ｅ２に変換する。音響パルスＰ１およびＰ２ならびに対応する電気信号 Ｅ１およびＥ２の様子は信号Ａによって第３ａ図に略示されており、信号Ａの波 ビークＡ１〜Ａ９は破線によって示される振幅エンベロープを有し、そのエンベ ロープはそれぞれ上行ｔ１７ａおよび下行縁７ｂを備えている。

送受信ａ１２を介して、測定装置１は本発明により構成された時間表示・測定装 置８に接続されている。この装置８の目的は、送信パルスＰ１をもたらす第１電 気信号Ｅ１を受信するとともに、反射パルスＰ２の受信時に発生される第２電気 信号Ｅ２を受信し、かつ２個の電気信号Ｅ１およびＥ２からパルスの走行時間を 決定することである。もっと詳しく述べれば、装置８の目的は、以下信号Ａと呼 ばれる第１および第２電気信号にある所定のゼロ交差をそれぞれ識別することで あり、走行時間は２つの示された時点間の時間差から計算される。図示の実施例 では、所定のゼロ交差は第３ａ図に示される信号Ａのゼロ交差ＮＧによって構成 されている。したがって目的は、電気信号Ａの検出によりゼロ交差ＮＧの時間Ｔ Ｎを識別・決定することである。電気信号Ｅ１およびＥ２が同じ装置８に供給さ れるという事実により、装置およびそれに接続される増幅器などの可能なドリフ トは時間表示および走行時間の測定の結果に影響を及ぼさないであろう。

装置ｉ！８は以下に詳しく説明する構造のエンベロープ検出器９を備えている。

エンベロープ検出器９は電気信号Ａを受信して振幅エンベロープ７の負縁７ｂの はじまりを検出する。エンベロープ検出器はエンベロープが下行し始めるとすぐ に振幅エンベロープ７の負縁７ｂで波パッケージにおいて基準時間ＴＲ（第３ａ 図参照）と呼ばれる所定時間を決定する。基準時間ＴＲが決定されると同時に、 エンベロープ検出器９は装置８のゼロ交差検出器１０に供給されるトリガ信号Ｃ （第３ｆ図参照）を発生させる。

ゼロ交差検出器１０は電気信号Ａをも供給されかつエンベロープ検出器９からの 信号Ｃにより作動されて、波パッケージの所定のゼロ交差ＮＧを識別する。ゼロ 交差検出器１０が所定のゼロ交差ＮＧを識別する瞬間ＴＮで、検出器はマイクロ プロセッサ１１のような信号処理装置１１に供給される時間信号Ｄ（第３ｈ図参 照）を発生させる。ゼロ交差という定義は相対的なものであり、またゼロ・レベ ルは第３ａ図に示される通り信号Ａに関して完全対称である必要がないことが指 摘される。さらに詳しく述べれば、ある理由で、例えば増幅器や変換器などにあ るゼロ・レベル雑音により、Ｍ３ａ図に示されたものに関してゼロ交差ＮＧを表 示する目的でゼロ・レベルを少しずらすことが望ましいかもしれない。

したがって測定の場合、すなわちパルスＰ１の送信およびエコーＰ２の受信時に 、信号処理装置１１はまずパルス形成器の時間信号りを受信し、第１信号Ｅ１に あるゼロ交差ＮＧ用の対応する時間ＴＮが記憶される。次に、エコーＰ２が検出 されると、信号処理装置１１はエコーＰ２に対応しかつ第２信号Ｅ２のゼロ交差 ＮＧの時間Ｔｙを示す時間信号りを受信する。次にパルスの走行時間は、送信パ ルスＰ１について定められた時間ＴＮと反射パルスについて定められた時間ＴＮ との時間差から信号処理装置１１で計算される。実際の媒体内におけるパルスの 伝搬速度が知られると捜索された液体レベルは既知の方法で計算することができ る。

本発明による装置８のセットアツプおよび機能を第２図ならびに第３図に関して 好適な実施例によりさらに詳しくこれから説明する。

第２図に示される通り、エンベロープ検出器９は送受信機２に接続される入力段 １２をも含む。図示の実施例では、入力段は、ダイオード１４のような整流装置 を介して信号の受信と同時に信号Ａのピーク値まで即座に充電され、かつ抵抗器 １５を介して信号Ａのピーク値間の時間間隔で放電されるコンデンサ１３である 。入力段１２は適当な時定数を持つ半波整流器またはＲＣフィルタと考えること ができる。さらに詳しく述べれば、抵抗器１５の抵抗値は、放電中にコンデンサ １３の充電電圧がエンベロープの最大点を通過してから下行縁７での波パッケー ジのピーク値よりも遅い速度で減少するように選択される。入力段１２の出力信 号ａの様子が第３ｂ図に略示されており、充電波形はａ１〜ａ９で示される。

注目すべきことは、信号Ａの波ピークＡ１〜Ａ９間の時間間隔においである程度 までの放電は、上行縁と下行縁との間の直線水平部分を持つ振幅エンベロープ７ を有するこのような音響パルスの検出を可能にするためにも必要であるというこ とである。

入力段１２に続く微分段１６では、入力段１２の出力信号が時間について微分さ れる。微分段１６の出力信号は狭いパルスから成り、そのパルスｂ１〜ｂ５は信 号の波ピークＡ１〜Ａ５に対応し第３Ｃ図に示されている。

次に信号すは適当な方法で、パルス成形器１７において第３ｄ図に示されるパル ス列ｄを形成するように整形され、そのパルスｄ１〜ｄ５はそれぞれのパルスｂ １〜ｂ５に対応し、すなわち第３ａ図に示されるコンデンサ１３の充電波形８１ 〜ａ５に対応する。出力信号すなわちパルス列ｄは、Ｄフリップ・フロップ１８ のＤ入力に供給されるが、そのクロック人力ＣＬ１はタイミング信号ｅを供給さ れる。タイミング信号ｅは、図示の実施例において約９０″の信号Ａの移相を生 じさせる回路１９と、移相信号Ａの正の半周期を整形させるパルス形成器２０と によって信号Ａから導かれる。回路１９の移相は、タイミング信号ｅにあるパル スの止縁が第３ｄ図と第３ｅ図との比較から、または第４図から見られるように 、パルス形成器１７の出力信号のパルス内に入るように選択される。エンベロー プ検出器９のトリガ信号ＣはＤフリップ・フロップ１８の反転出力Φから取られ る。

ゼロ交差検出器１０は反転パルス形成器２１およびＤフリップ・フロップ２２を 含むが、そのＤ入力Ｄ２はエンベロープ検出器９からトリガ信号Ｃを受信し、ま たそのクロック人力ＣＬ２でパルス形成器２１からタイミング信号ｆを受信する 。第３ｇ図に示されるタイミング信号ｆは、信号Ａの反転およびパルス整形によ って得られ、それにより時間の見地からタイミング・パルスｆの止縁は信号Ａの 負のゼロ交差と一致するであろう。第３ｈ図に様子が示されているタイミング信 号りは、Ｄフリップ・フロップ２２の非反転出力Ｑにより得られ、かつ第１図に 示される信号処理装置１１に供給される。

第１図および第２図に示される通り、好適な実施例による装置は、その入力で入 力段１２からの信号ａを受信しかつその出力でＤフリップ・フロップ１８の使用 可能入力Ｓ１に接続されている限界検出器２３を具備することがある。限界検出 器２３は信号ａを検出して、信号ａの振幅が所定の限界値を越える場合にかぎり 信号Ａを承認するが、その場合改良信号ＢがＤフリップ・フロップ１８の使用可 能入力Ｓ１に供給され、同フリップ・フロップは改良信号Ｂに応じて作動される 。これによって、雑音などに起因する偽エコー・パルスの検出が防止されるであ ろう。

第２図に示される装置の機能は次の通りである。検出器９の入力段１２で信号Ａ が受信されると、すなわち音響パルスが送受信されているとき、コンデンサ１３ は信号Ａの各正の半周期ごとにダイオード１４を介して充電される。止縁の検出 と同時に、コンデンサ内の電荷は第３ｂ図のａ１〜ａ５で示される通り増加し、 充電電圧は振幅エンベロープ７がその最大値Ｍ（第３ａ図）に達するときその最 高値となる。したがって、エンベロープ７の最大点が通過されるとき、コンデン サはその最大電圧まで充電され、これは抵抗器１５を通して比較的ゆっくりと減 少する。第３ｂ図にΔで示され゛る通り、エンベロープの最大点Ａ　のすぐ後に 続く正の半周期Ａ６の振幅は、半周期へ〇のピークの時点でコンデンサの充電電 圧よりも低く、したがってダイオード１４は非導通の方向にバイアスされ、コン デンサ１３のどんな追加の充電でもエンベロープの最大点が通過した後は防止さ れるであろう。

エンベロープ検出器９から得られた出力信号ａは、所定のゼロ交差ＮＧを識別し 得る情報を含む。出力信号ａは微分段１６で時間について微分され、モしてＤフ リップ・フロップ１８に供給されるようにパルス形成器１７で整形される。

第３ｄ図に示される通り、パルス列ｄは信号Ａのｄ１〜ｄ　までのパルスを有し かつ正の半周期Ａ５を含むが、前記半周期は最高ピーク値を有する。したがって 、信号ｄの第１欠如パルスは、エンベロープが下行し始めたことおよび基準時間 ＴＲが決定されるべきことを示す。これはＤフリップ・フロップ１８およびタイ ミング信号ｅによって行われる。Ｄフリップ・フロップ１８のＤ入力Ｄ１がロー であり、すなわち信号ｄがローであるならば、正タイミング信号ｅがクロック人 力ＣＬ１に加えられると同時に、Ｄフリップ・フロップ１８は転換してその反転 出力Φはハイとなってトリガ信号Ｃを発生させるであろう。したがって第３ｆ図 に示される通り、トリが信号Ｃの止縁は基準時間ＴＲと一致するであろう。

時間ＴＲで第２Ｄフリツプ・フロップ２２によりトリガ信号Ｃが受信されると、 このフリップ・フロップは信号ｆにある次のタイミング・パルスで、すなわち信 号Ａにある次の負ゼロ交差で転換するであろう。したがって、所定のゼロ交差Ｎ Ｇについての時間ＴＮを決定する所望のタイミング信号りは、Ｄフリップ・フロ ップ２２の出力Ｑで得られる。

回路１９における移相が適当な方法で選択されるならば、第２図に示されるＤフ リップ・フロップ２２、および追加のパルス形成器２１は省略し得ることが指摘 される。より大きな目盛で信号Ａ、ｄおよびｅの関係を示す第４図は、基準時間 ＴＲが所定のゼロ交差ＮＧのための時間ＴＮとどうやって一致させることができ るかを説明する。

第４図に示される通り、ｄパルスｄ３、ｄ４およびｄ５の前縁はコンデンサの充 電波形ａ　ｓ　ｓ　ａ　４ならびに８５と一致する。同図には、パルス列ｄにあ る第１欠如パルスｄ６も破線によって示されている。第３ｄ図との比較から、こ の場合にはｄパルスｄ３、ｄ４およびｄ５のパルス幅の方が大きく選択されてい ることが分かる。

パルス幅を増加することによって、ｅパルスの前縁が入らなければならない時間 間隔Ｒは拡大され、すなわち回路１９の移相についてより大きな選択の自由が得 られる。

第４図に示された例の移相が約９０″であった前の実施例と違って、時間的見地 からｅパルスの前縁が信号Ａの負のゼロ交差と一致するようなｅ信号の移相が選 択された。第１欠如ｄパルスｄ　は基準時間ＴＲでｅパルスｅ６によって検出さ れるが、この基準時間ＴＲは所定のゼロ交差ＮＧのための時間ＴＮと一致する。

明らかにこの場合、Ｄフリップ・フロップ１８からのトリガ信号Ｃは音響パルス Ｐ１またはＰ２の時間を表示するのに用いられる。しかし注意すべきことは、音 響パルスの時間表示について、波パッケージにあるゼロ交差と一致したりそのす ぐ近くの時間が必ず選ばれなければならないことである。

音響パルス間の時間の表示に関する本発明の使用は、パルスの送信と同じパルス の反射部分の受信との間で時間の測定が行われる場合に制限されない。第５Ａ図 および第５Ｂ図には、時間の測定が２個のエコー・パルス間で行われる例が示さ れている。第１図および第５Ａ図〜第５Ｂ図の同じ参照数字は同じ部品を表わす 。

ＭＳＡ図および第５Ｂ図に示される構造の目的は容器５の傾斜にかかわらず正確 なレベル測定を提供することであり、例えば、この問題は不平衡な荷重を持つタ ン力、地上の霜などにより移動された埋込式タンク、または傾斜地面の上に置か れている車両のガソリン−タンクに見られる。容器５の傾斜を補償する場合に、 容器の各側に配列される２個の管４ａおよび４ｂが使用される。第５Ｂ図に示さ れるような単一軸のまわりの回転運動については、２個の管が要求され、２つの 軸のまわりの回転運動については第３の管が要求される。分岐２４を介して両管 ４ａおよび４ｂに音響パルスを送信するただ１個の音響変換器３を中心としたシ ステムが構成されている。

水平液面６ａからの反射エコー・パルスの時間を分離・表示するために、管の１ つ（４ｂ）で追加の！（２５）の形をした音響遅延装置が具備されている。した がって、容器がその水平位置を取る第５Ａ図では、変換器はまず管４ａからエコ ー・パルスを受信し、その後管４ｂからのエコー・パルスを受信する。Ｎ１３図 における容器の傾斜に関するレベル測定の補償は、この方法で分離されたエコー ・パルス間の時間差を計算することによって行われる。明らかに、広がり（ｅχ ｔｅｎｓｉｏｎ　）　２５の長さは、たとえ容器がその最大傾斜角をとる場合で もエコー・パルスが一致できないように選択されるべきである。

もちろん、本発明は図示されかつ説明された実施例に制限されるものと考えては ならず、請求の範囲に記載されている特許請求の範囲内で多くの方法で変形する ことができる。

例えば、具合よく、第２図に示された装置８は示されたゼロ交差の前後に他のゼ ロ交差の時間をめることができるシフト・レジスタなどによって完全なものにす ることができる。この場合、波パッケージにあるゼロ交差は最良のＳＮ比を有す る時間の表示に用いられる。

さらに、言うまでもなく、本発明による方法は第１図および第２図に示される装 置以外の装置によって実行することができる。例えば、検出器はピーク検出器と 、各電気信号について波パッケージにある信号のピーク値をすぐ前のピーク値と 比較して最新のピーク値がすぐ前のピーク値よりも低いならばトリガ信号を作る 比較器と、によって構成されることかある。ピーク検出器および比較器は、アナ ログ比較器または別法としてＡ／Ｄ変換器ならびにディジタル計算回路と組み合 わされる抜取・保持回路として構成されることがある。

最後に注意すべきことは、説明された方法で良好な測定結果を得るように、波パ ッケージの小さな分散が考えられることである。分散は、波の群速度すなわちエ ンベロープの速度が位相速度すなわち音響搬送波の速度と違う場合に起こる。分 散の場合に、波ピークは振幅エンベロープに関して移動されるが、これは所定の ゼロ交差ＮＧ以外のゼロ交差がエコー・パルスＰ２で識別されることを意味する 。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１功平成　１年　３月　１６日 ＊：’ｒｆｆａｇ　“５−”ＣＭ　Ｒ輪］、　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＳＥ　８６１００４１５ ２、発明の名称 音響パルスの時間を表示する方法およびその方法を実行する装置３、特許出願人 住　所　スエーデン国ヤーテボリ、ボックス名　称　ポスト、アンド、カンパニ ー、アクチェボラーグ４、　代　理　人 （郵便番号１００） 東京都千代田区丸の白玉丁目２番３号 ５、　補正書の提出年月日 １９８７年〕月２０日 ６、　添付書類の目録 （１）　補正書の翻訳文　１　通 浄書（内容に変更なし） 請求の範囲 １、　音響パルスの発生時間をその送信または受信時に制定する方法であり、音 響パルスは前縁と後縁とを持つ振幅エンベロープを有する複数個の波ピークを持 つ波パッケージである前記方法において、波パッケージの基準時間を制定するた めの振幅エンベロープの後縁のはじまりは音響波の各ピーク値を、そのピーク値 の１つか同じ波パッケージにあるすぐ前のピーク値より低くなるときを制定する ための同じ波パッケージにあるすぐ前のピーク値゛と比較することによって検出 され、波パッケージにある所定のゼロ交差は前記基準時間から識別され、そして 識別されたゼロ交差の発生時間が制定される、ことを特徴とする制定方法。

２、　所定のゼロ交差は基準時間のすぐ後で生じたりそれと一致するゼロ交差で ある、ことを特徴とする請求項１記載による方法。

３、　音響波パッケージがまず送信されてその発生の時間が制定され、その後、 例えば反射後に受信されてその発生の時間が制定される請求項１または２記載に よる方法において、同じ所定のゼロ交差が送信されかつ反射された波パッケージ において識別され、波パッケージの送信の時間から受信の時間までの走行時間は 送信された波パッケージについて制定された発生の時間と反射された波パッケー ジについて制定された発生の時間との時間差から計算される、ことを特徴とする 方法。

４、　走行時間の計算がそれぞれ最も有利なＳＮ比を有する送受信された波パッ ケージにあるゼロ交差間の時間差を計算することによりて行われる、ことを特徴 とする請求項３記載による方法。

５、　波パッケージにある１つの同じゼロ交差が各測定時に識別される、ことを 特徴とする請求項ユないし４のどれでも１つの項記載による方法。

６、　波パッケージが１個以上の管などを通して伝搬するようにされ、音響パル スの搬送波の波長は管の直径よりも大きい、ことを特徴とする請求項ユないし５ のどれでも１つの項記載による方法。

７、　音響パルス（ＰＩ、Ｐ２）に対応する電気信号（Ｅｌ、Ｅ２）を発生させ る装置（３）を含む、音響装置　（１）で送受信される音響パルス（Ｐｌ、Ｐ２ ）の発生の時間を制定する装置（８）であり、音響パルスおよび対応する電気信 号はそれぞれ前縁（７ａ）と後縁（７ｂ）とを持つ振幅エンベロープ（７）を有 する複数個の波ピークを持つ波パッケージである前記装置（８）であって、電気 信号（Ｅｌ、Ｅ２）の各ピーク値を同じ波パッケージにあるすぐ前のピーク値と 比較することによって波パッケージの基準時間を制定するための電気信号の後縁 （７ｂ）のはじまりを検出するとともに、最新のピーク値がすぐ前のピーク値よ りも低い場合に前記基準時間（ＴＲ）に対応するトリガ信号（Ｃ）を発生させる ように配列された第１装置（９）と、波パッケージにある所定のゼロ交差（ＮＧ ）を識別するためにトリガ信号（Ｃ）に応動するとともに識別されたゼロ交差（ Ｎ　Ｇ）に対応する時間信号（Ｄ）を発生させるように配列された第２装置（１ ０）とを含むことを特徴とする時間制定装置（８）。

８、　第１装置（９）は、ダイオード（１４）のような整流装置を介して電気信 号（Ｅｌ、Ｅ２）のピーク値まで即座に充電され、かつコンデンサ（１３）の充 電電圧が後繰上の波パッケージのピーク値よりも遅い速度で減少するように選択 されている抵抗値を持つ抵抗器（１５）を介して放電される少なくとも１個のコ ンデンサ（１３）を含み、また前記第１装置（９）はぎらにエンベロープ（７） の後縁より前の波パッケージの最終波ピーク（Ａ　）に対応する最終パルス（ｄ ５）を有するパルス列（ｄ）を発生させるように前記コンデンサ（１３）の電圧 を時間について微分する装置を含み、前記トリガ信号（Ｃ）は前記パルス列（ｄ ）の第１欠如パルスの時間（ＴＲ）に出される、ことを特徴とする請求項７記載 による装置。

１、事件の表示 ＰＣＴ／ＳＥ　８６１００４１５ ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ポスト、アンド、カンパニー、アクチェボラーグ４、代　理　人（郵便番号１０ ０） ５、補正命令の日付 明細書及び請求の範囲の翻訳文の浄書（内容に変更なし）１、事件の表示 ＰＣＴ／ＳＥ　８６１００４１５ ２、発明の名称 音響パルスの時間を表示する方法およびその方法を実行する装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ポスト、アンド、カンパニー、アクチェボラーグ４、代　理　人（郵便番号１０ ０） ５、補正命令の日付 平成１年１０月２０日 の浄書（内容に変更なし）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．上行縁と下行縁とを持つ振幅エンベロープを有する波パッケージを含む音響 パルスの時間をその送信または受信時に表示する方法において、波パッケージに おける基準時間を決定するために振幅エンベロープの下行縁のはじまりが検出さ れ、波パッケージにある所定のゼロ交差が基準時間から識別され、そして識別さ れたゼロ交差の時間が決定される、ことを特徴とする方法。
2. ２．基準時間の決定は基本的に音響波のピーク値が波パッケージ内のすぐ前のピ ーク値よりも低くなるときに行われる、ことを特徴とする請求項１記載による方 法。
3. ３．所定のゼロ交差が基準時間のすぐ後に生じたりそれと一致するゼロ交差であ る、ことを特徴とする請求項１または２記載による方法。
4. ４．音響波パッケージがまず送信されてその時間が表示され、次に例えば反射後 に、波パッケージが受信されてその時間が表示される請求項１ないし３のどれで も１つの項記載による方法において、同じ所定のゼロ交差が送信および反射され た波パッケージにおいてそれぞれ識別され、送信の時間から受信の時間までの波 パッケージの走行時間は送信波パッケージのために表示された時間と反射波パッ ケージのために表示された時間との時間差から計算される、ことを特徴とする方 法。
5. ５．走行時間の計算はそれぞれ最も有利なＳＮ比を持つ送受信波パッケージにあ るゼロ交差間の時間差を計算することによって行われる、ことを特徴とする請求 項４記載による方法。
6. ６．波パッケージにある同じゼロ交差が各測定時に識別される、ことを特徴とす る請求項１ないし５のどれでもユつの項記載による方法。
7. ７．波パッケージは１個または数個の管などを通って伝搬するようにされ、音響 パルスの搬送波の波長は管の直径よりも大きい、ことを特徴とする請求項１ない し６のどれでも１つの項記載による方法。
8. ８．音響パルス（Ｐ１，Ｐ２）に対応する電気信号（ＥＬ，Ｅ２）を発生させる 装置（３）を含む、音響装置（１）で送受信される音響パルス（Ｐ１，Ｐ２）の 時間を表示する装置（８）であり、音響パルスおよび対応する電気信号はそれぞ れ上行縁（７ａ）と下行縁（７ｂ）とを持つ振幅エンベロープ（７）を有する波 パッケージである前記装置（８）であって、波パッケージの基準時間（ＴＲ）を 決定するとともに基準時間（ＴＲ）に対応するトリガ信号（Ｃ）を発生させる電 気信号の下行縁（７ｂ）のはじまりを検出するように配列された第１装置（９） と、トリガ信号（Ｃ）に応動して波パッケージの所定のゼロ交差（ＮＧ）を識別 するとともに識別されたゼロ交差（ＮＧ）に対応する時間信号（Ｄ）を発生させ るように配列された第２装置（１０）とを有することを特徴とする時間表示装置 （８）。
9. ９．第１装置（９）は電気信号（Ｅ１，Ｅ２）のピーク値をすぐ前のピーク値と 比較するとともに最新のピーク値がすぐ前のピーク値よりも低いならばトリガ信 号（Ｃ）を発生させるように配列されている、ことを特徴とする請求項８記載に よる装置。
10. １０．第１装置（９）はダイオード（１４）のような整流装置を介して電気信号 （Ｅ１，Ｅ２）のピーク値まで即座に充電され、かつコンデンサ（１３）の充電 電圧が波パッケージの下行縁のピーク値よりも遅い速度で減少するように選択さ れている抵抗値を持つ抵抗器（１５）を介して放電される少なくとも１個のコン デンサ（１３）を含み、また第１装置（９）はさらにエンベロープ（７）の下行 縁（７ｂ）より前に波パッケージの最終波ピーク（Ａ５）に対応する最終パルス （ｄ５）を有するパルス列（ｄ）を発生させるように前記コンデンサ（１３）の 電圧を時間について微分するように配列されており、前記トリガ信号（Ｃ）は前 記パルス列（ｄ）の第１欠如パルスの時間（ＴＲ）に出される、ことを特徴とす る請求項８または９記載による装置。