JPH0354409A - 超音波継目検出器 - 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、超音波送波器と受波器とを対向し、両者の間
に被測定物を非接触に配設して被測定物の位置，厚み．
継ぎ目等を計測する超音波検出器に係わり、特に送波器
．受渡器，被測定物やこれらの周囲の物からの反射波と
の干渉を少なくした超音波検出器Ｃこ関する． 〔従来の技術〕 例えば、ウエブ（帯状物体）の端部位置の検出には光を
照射し、その遮光量によりその端部位置を検出する．光
を透過する物体や感光する物体の場合はエアーが用いら
れている．また超音波送波器と超音波受波器とを対向し
て配置し、両者の間にウエブを配置し、連続して発射さ
れる超音波をウエブが遮断する量によりウエブの端部位
置を検出する装置が特開昭６３４１７８６５号公報に開
示されている． また、超音波発信器若しくは受信器を被測定物に密着し
て計測する技術、または、反射波を計測してレベルや位
置を計測する技術については、ノイズ防止について各種
の対策が公知である．たとえば、センサ技術Ｖｏｌ．　
　５　Ｎ６．１５（１９８５年１２月）５６ページ、セ
ンサ技術Ｖｏｌ．　　８　．　　Ｎｏ．９（１９８８年
８月）５０ページには、信号を断続的に発信して反射波
のノイズを防止する技術が開示されているが、非接触で
発信器と受信器を対向させた使用方法の技術は新しいも
のでノイズ防止の技術はなく、大きなネックになってい
た。

次に、被測定物としてウエブの継目検出を例にとると、
ウエブの継目は継目テープ等によって接続され、継目部
は通常部より厚くなっている。故に継目部は通常部より
厚い位置を検出することにより検出することができる． なお、一般に使用されるウエブの材質として祇セロハン
，アルミ箔．ポリラミネート等があり、継目テープの材
質として紙，ビニル．アルミ箔等がある。ウエブと継目
テープの材質は必ずしも同しにする必要はない．ところ
で、継目検出器は輪転印刷機，ラミネー夕．スリッタな
ど種々の機械に取付けられている．このうちオフセット
輪転印刷機では、継目部でウエプ厚が増加するとブラケ
ットをいためてしまうので、これを避けるため継目部で
圧胴を逃すようにする。また、輪転印刷機，ラミネータ
，スリッタマシンなどでは、最終的な製品に継目部分が
混入すると、品質管理上問題となるので、継目通過時に
継目検出器により警報を発し、継目部分を取り除いたり
、印を付けるなどの処理が行われている 従来用いられてきた継目検出方法としては、被測定物に
機械的な接触子を当て、その接触子の変位で継目を検出
する接触式、可視光又は赤外光を発射し、被測定物から
の透過光量あるいは反射光量の変化で継目を検出する非
接触による光電式、厚み変化部の静電容量の変化を検出
して継目を検出する非接触による静電容量式などがある
。

〔発明が解決しようとする！！Ｉ題〕

上記従来の技術のうち、エアーを使用してウエブの端部
位置を検出する場合、エアーの清浄度、または、周囲の
粉塵の巻き込みによりウェブの品質を低下することがあ
り、さらにエアーの風圧によりウエプの端部が波を打っ
たり、巻き込んでしまうことがある．超音波による検出
器も製品化されているが、周囲温度や風の影響を受けや
すく、また、ウエブが波を打った場合出力信号が変化し
安定性に欠けることがある． この理由は次のように推定される． 超音波送波器から、これと対向した超音波受波器に超音
波が連続的に発射されるが、超音波受波器で反射された
反射波と送波器からの直接波が干渉して定常波を生じる
．この定常波が超音波受波器にも入射するが、定常波は
周囲温度が変化した場合、空気中の音速の変化により波
長が変わるため変化する．したがって超音波受波器の出
力信号が変化する。

また、超音波送波器と超音波受波器との間を通過する超
音波をウエブで一部遮断すると、ウエブに当たった超音
波はウエブ面で反射する．この反射波が超音波送波器か
らの直接波と干渉し定常波を生じる。そしてウエブが走
行方向に対し垂直な方向に変動した時、すなわちパスラ
インが変動した特、直接波に対するウエブからの反射波
の位相が変化するため、定常波にも変化が生しる。この
ためウエブが波を打ったり、パスラインが変動したとき
は定常波が変化するので超音波受波器の出力信号が変動
し不安定となる。

また、接触式で継目部を検出する場合、特に被測定物が
薄い時には、接触部に機械的高精度が要求され、また被
測定物が軟らかい場合、継目の検出が困難となる。また
光電式の場合、被測定物に絵柄がある場合や透明フイル
ムの場合、または遮光性である場合には使用不能となる
。静電容量式の場合、被測定物がアルミ箔等の場合使用
できない。その他、使用する継目テープの色や材質等に
制約がある場合がある． また、超音波送波器、超音波受波器、被測定物の周囲に
他の物がある場合、・超音波送波器から発射された超音
波が周囲物体で反射し、この反射波が受波器に到達し送
波器より直接きた超音波や被測定物を透過してきた超音
波と干渉し受波器の計測値に悪影響を与える。

本発明の目的は超音波送波器、超音波受波器、被測定物
、およびこれらの周囲物体からの反射波との干渉を少な
くした超音波検出器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 」二記目的を達成するため、超音波送波器の送波面又は
超音波受波器の受波面の少なくともいずれか一方に超音
波の指向性又は受向性を鋭くするホーンを設け、超音波
送波器の送波面と対面する被測定面とを送波面に対して
傾斜させ反射波が直接波と干渉しないようにすればよく
、また超音波送波を断続的に行い、送波持続期間は超音
波が送波器と受渡器間を伝播する時間より短くし、送波
器遮断期間を反射波の干渉が十分少なくなる時間以上と
なるようにしてもよい． すなわち、本発明の超音波検出器は、超音波送波器と該
超音波送波器からの超音波を受波する超音波受波器とを
対向して配設し、前記超音波送波器と前記超音波受波器
との間に被測定物を非接触に配置してなる超音波検出器
において、前記超音波送波器の送波面、前記超音波受波
器の受波面の少なくともいずれか一方に超音波の指向性
又は受向性を鋭くするホーンを設け、該送波面と対向す
る前記被測定物の対向面を前記送波面に対して傾斜させ
て配置したことを特徴とするものである。

また、超音波送波器と該超音波送波器からの超音波を受
波する超音波受波器とを対向して配設し、前記超音波送
波器と前記超音波受波器との間に被測定物を非接触に配
置してなる超音波検出器において、前記超音波送波器の
送波面、前記超音波受波器の受波面の少なくともいずれ
か一力に超音波の指向性又は受向性を鋭くするホーンを
設け、該送波面からの超音波送波を断続的に行い、超音
波送波持続時間を超音波が前記送波面と前記超音波受波
器の受波面との距離を伝播する時間より短くし、超音波
送波遮断期間を前記超音波の反射波によって前記超音波
受波器に得られる信号レベルが、前記超音波によって前
記超音波受波器に得られる信号レベルより十分小さくな
る時間以上とするようにしてもよい。

また、超音波を送波する超音波送波器と、該超音波送波
器と対向して配設され、この対向した間を該超音波送波
器に対し相対的に移動する被測定物を透過した前記超音
波を受波する超音波受波器と、前記超音波送波器の送波
面、前記超音波受波器の受波面の少なくてもいずれか一
方に設けられた超音波の指向性又は受向性を鋭くするホ
ーンと、前記超音波受波器が受波した前記被測定物の通
常部の透過受波と継目部の透過受波とを所定の基準値と
比較し継目部を検出する継目検出部とを備えたものとし
てもよい．また、前記継目検出部が、前記超音波受波器
の出力を検波して透過受波の大きさに応じた信号を検波
する検波部と、該検波部の出力を所定の基準値と比較し
て該基準値との大小を弁別する弁別部とを備えたものと
してもよい．また、前記弁別部が、前記検波部の出力の
ピーク値を保持するピークホールド回路と、該ピークホ
ールド回路の保持するピーク値より前記所定の基準値を
生戒する基準値生成回路と、該基準値生威＠路の出力と
前記検波部の出力とを比較する比較回路とを備えたもの
としてもよい。また、この比較回路の出力に基づき継目
検出信号を出力すると共にこの継目検出信号を出力する
度に前記ピークホールド回路をリセットする出力回路を
備えるとよい。また、前記超音波送波器の送波面と前記
超音波受波器の受波面とを前記被測定物に対して傾斜し
て対向配置したものとしてもよい。

〔作　用〕

超音波送波器の送波面と超音波受波器の受波面を対向し
て配置し、その間に被測定物を非接触に配置した超音波
検出器では、送波面に超音波の指向性を鋭くするホーン
を設けて受波面に超音波を集中すれば超音波受波器の受
渡性能が向上する。

また、受波面に超音波の受向性を鋭くするホーンを設け
て受波する範囲を狭くすれば、超音波受波器の受渡性能
は向上する．・特に、超音波検出器と被測定物の周囲に
物体がある場合、この周囲物体に反射した超音波が受波
面に入射し、またこの反射した超音波と、検出に必要な
超音波と干渉して、超π波受波器の受波性能を劣化させ
るが、ホーンを送波面、または受波面の一方または両方
に設けることにより反射波の影響を少なくして超音波受
波器の受波性能を向上させる。

さらに、超音波送波器と被測定物の対向面とを傾斜させ
ることにより直接波と被測定物の対向面からの反１・１
面からの反射波とにより発生する定常波を少なくするこ
とができる。また、超音波送波２；からの超音波送波を
断続的に行い、超音波持続期間を超音波が送波器と受渡
器との距離を伝播する時間より短くするので、超音波が
反射波と干渉を生じ定常波を発生する前に受渡器に被測
定物の情報信号が得られ、超音波遮断期間を反射波によ
って受渡器に生ずる信号レベルが被測定物の情報信号レ
ベルより十分小さくなる時間以上としたので反射波によ
る悪影響を除くことができる．また、被測定物の継目部
は、通常部より肉厚になっている。このため、対向して
配設された超音波送波器と超音波受波器の間を移動する
被測定物を透過して超音波受波器に受波される透過量は
継目部で通常部よりも減少する．この減少盪を所定の基
準値と比較して検知することにより継目部を検知するこ
とができる。

継目検出部として、検波部は超音波受波器の出力から透
過受波の大きさに応じた信号を検波し、弁別部は検波部
の出力値の範囲内の所定の基準値と検波部の出力とを比
較し、基準値以上の信号を被測定物の通常部とし基準以
下の信号を被測定物の継目部と弁別する。

弁別部として、ピークホールド回路は検波器のピーク値
をピークホールド回路のもつ時定数の間保持し、基準値
生成回路はピークホールド回路の保持するピーク値に基
づき基準値を生威し、比較回路はその基準値と検波器の
出力を比較し基準値との大小を弁別する。

出力回路が継目検出信号を出力する度にピークホールド
回路をリセットすることにより継目部を通過するごとに
ピークホールド回路は新しい値を保持することになり、
基準値生成回路はこの新しい値に基づき新しい基準値を
設定する。これにより互いに厚みの異なる被測定物が継
目部で継目テープで継がれている場合でも、それぞれの
被測定物の厚みに基づき基準値が自動的に設定される．
また、超音波送波２夏と超音波受波器とを被測定物に対
して傾斜して対向配置することにより、超音波送波器を
出射した超音波の被測定面での反射波が超音波送波器の
送波と干渉するのを防止でき、また、被測定物を透過し
た送波が超音波受波器の受波面で反射し、この反射波が
被測定物で更に反射して、超音波受波器に入射して、被
測定物の透過波と干渉するのを防止することができる。

これにより、被測定物のバスラインの変動に対して安定
した受渡出力が得られる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を第ｌ図〜第９図を用いて説明す
る． 第１図は第１実施例としてウエブ位置検出を示す説明図
である． 超音波送波器ｌと超音波受波器３は対向して配置され超
音波検出器を構威し、この中間に被測定物５が送波器１
および受波器３の両者から離れて設置される。

超音波送波器ｌおよび超音波受波器３にはそれぞれホー
ン２，４が取り付けられている。また超音波検出器およ
び被測定物５は周囲を周囲物体６で囲まれている．被測
定物５は超音波送波器１の送波面上に完全にある場合と
一部ある場合と全くない場合がある．送波器１には超音
波の指向性を鋭くするホー７２が取り付けられているの
で、超音波は受波２ｉｉ３に向かって狭いビームとなっ
て放射される．また受波ｎ３にもホーン４が設けられこ
れにより限定されて入射した超音波のみ検知するので受
波能力が向上する．また周回を周囲物体６で囲まれてい
ても指向性のよい超音波が送波器ｌのホーン２より出射
されるので周囲物体６に当たって反射するものは少なく
、反射した超音波も人１・ｉ方向が受波器３のホーシ４
で限定されるので周囲物体６の影響を少なくすることが
できる。

第１図（ａ）は超音波検出器と被測定物であるウェブ５
との相対位置を示した図であり、第１図中）は（ａ）の
斜視図である． 超音波送波器ｌと超音波受波器３は対向して配許され送
波面と受波面は平行に設置されている。

ウエブ５は送波面に対して所定角傾斜している。

超６波送波器ｌと超音波受波器３にはそれぞれホーン２
，４が取り付けられている．超音波送波器ｌより送波さ
れた直接波は直接ウエブ５の対向面で反射するがこの反
射波は送波面よりの直接波と干渉しないので定常波の発
生を防止することができる。このようにして受波器３の
受信強度により第１図（ｂ）に示すように被測定物５の
位置をアナログ的に計測できる． 次に、第２図〜第４図により第２実＃１ｇ！としてウエ
ブ位置検出を説明する。

第２実施例はホーンにより超音波の指向性および受向性
の向上を計ると共に超音波の送波を断続的に行い、送波
持Ｖｔ期間は超音波が送波器と受渡器間を伝播する時間
より短くし、送波遮断期間を反酊波の干渉が所定値以下
に減衰する時間以上とすることにより干渉により発生す
る定常波の影響を除去したものである。第２図は第２実
施例のブロック図を示し、第３図は第２図のタイムチャ
ートであり、第４図は、本実施例の効果を示す図である
。

第２図において、１は超音波送波器、２は指向性を向上
するホーン、３は超音波受波器、４は受向性を向上する
ホーンであり、超音波送波器１と超音波受波器３とは対
向して配置され、送波器１と受’ＩＪｌ．ｎ３は平行に
配置されている．５はウェブであり、超音波送波器１と
超音波受波器３との中間に配置され、超音波送波器１か
らの直接波を一部遮断することにより、超音波受波８３
では、その遮断された量によりウエブ５の位置の検出情
報を得る．１１は発振回路であり超音波送波器１で送波
する超音波の発振信号Ａを発生する。１２はタイミング
回路であり、本装置を制御するタイミング信号を発生す
る．　１３は電力増幅回路で発振回路１ｌの発振した発
振信号Ａを増幅して超音波送波器１が超音波を発生する
必要な大きさの駆動信号Ｅを発生する。ｌ４はＡＮＤ回
路であり、発振回路１１より発振信号Ａを電力増幅回路
ｌ３へ伝送する期間をタイミング回路１２よりのタイミ
ング信号Ｂによってｉ．ＩＩ御する。ｌ５は前段増幅回
路であり、超音波受波器３が受１３シウエプ５の位置情
報Ｆを増幅する。

１６はビークホルド回路でウエプ５の位置情報Ｆのピー
ク値をホールドしてそのホールド｛１ｉＧを出力するも
のであり、タイ逅ング回路ｌ２のタイミング信号Ｂの立
ち上がりによって前のホールド値をクリアし、タイミン
グ信号Ｃの立ち上がりによってその動作を開始する。ｌ
７はサンプルホールド回路でタイミング回８１２のタイ
ミング信号Ｄの立ち上がりによってホールド値Ｇをホー
ルドし、信号Ｈとして出力する．１８は出力回路で、信
号Ｈを所定のレベルとして出力する．次に第３図を用い
て動作を説明する。

発振回路１１よりの発振信号Ａはタイミング信号Ｂの期
間のみ電力増幅回路１３に供給され増幅されて駆動信号
Ｅとなり超音波送波器１より駆動信号Ｅの発生期間超音
波が送波される．この超音波送波期間つまりタイミング
信号Ｂが出力している期間は、超音波が超音波送波器ｌ
と超音波受波器３との距離を伝播する時間より短い時間
に設定する。このため超音波Ｅ′発生期間（駆動信号Ｅ
の発生期間）終了後に超音波受波器３にはウエブ５の位
置情報信号Ｆが発生する．この情報信号Ｆのピーク値は
Ｇとしてホールドされ、タイミング信号Ｄの立ち上がり
によってサンプルホールド値Ｈが得られる。このタイミ
ング信号Ｄの立ち上がり時期は位置情報信号Ｆが反射波
による干渉が生しる前の時期であり、このようにして位
置情報Ｆは反射波による定常波の発生しない状態でのデ
ータとなる。またタイごング信号Ｂの再開は、反射波等
の悪影響のなくなった時に行われる． 上記の条件で断続的に超音波を発射する場合の効果を第
４図により説明する。

超音波送波器Ｉと超音波受波器３を対向して配置し、超
音波を連続的に発射すると、直接波と反射波が干渉して
定常波を発生し、この定常波の影響により周囲温度のわ
ずかな変化でもサンプルホールド回路１７の信号Ｈは第
４図（ａ）に示すように大きく変化する。しかし超音波
を本実施例のような条件で断続的に発肘すると定常波が
発生せず、第４１図（ｂｌに示すように周囲温度が変化
してもサンプルホールド回路ｌ７の信号Ｈはなだらかに
変化し安定した出力信号を得ること力《できる。

またホーン２，４を取り付けたことにより超音波の指向
性お゜よび受向性が向上し、周囲物体からの反Ｉｔがな
くなるので超音波受波器３の受波能力が向上し、安定し
た出力信号を発生する．次に第５図〜第７図を用いて第
３実施例を説明する。

第３実施例は被測定物の厚みの変化を検知して継目部を
検出する装置である． 第５図は、第３実施例の槙戒を示すブロック図である．
ｌは超音波送波器、２は超音波の指向性を鋭くするホー
ンで超音波送波器１の送波面に取り付けられている．３
は超音波受波器、４は入射する超音波の受向性を鋭くす
るホーンで超音波受波器３の受波面に取り付けられてい
る。５は被測定物、６は超音波送波器１、超音波受波器
３、被測定物５の周囲に設けられた周囲物体、２１は方
形波を発振する発振回路、２２は発振回路２１の出力を
電力増幅する電力増幅回路である．超音波送波器１と超
音波受波器３は被測定物５に対して傾斜して配置する．
２３は超音波受波器の出力を増幅する＠置増幅＠路、２
４は前置増幅回路２３の出力より被測定物５の厚みを表
す信号を検波する検波回路、２５は検波回路２４の出力
を平滑にするローバスフィルタ回路、２６ａはローパス
フィルタ回路２５の出力のピークホールド回路、２７は
ピークホールド回路２６ａの出力値より生戒する基準値
の値を調整する感度調整器、２８はローバスフィルタ回
路２５の出力を感度調整器２７が生成した基準値と比較
する比較回路、２９は比較回路２８の出力を外部に出力
する出力回路である． 次に第６図により動作を説明する． 第６図の各波形の左側の符号（Ｊ−Ｓ）は第５図のＪ−
Ｓの位置に対応し、各波形は対応する位置での出力波形
を示す． 発振回路２１で発振した方形波Ｊは電力増幅回路２２で
霊力増幅され方形波Ｋとして超音波送波器１に印加され
る．方形波Ｋによって超音波送波器１より超音波が出射
され、その多くの部分はホーン２０指向性により被測定
物５０表面で反射され、残りは被測定物５を透過してホ
ー７４により限定された後超音波受波器３の受波面で一
部は受波され他ｉよ反射される。またホーン２の指向性
により周囲物体６に出射される超音波は少なく、また出
射され反射された超音波も、ホーン４の受向性により超
音波受波器３には殆ど入射しない。超音波受波器３の出
力をＬに示す．被測定物５の通常部は一定の振幅強さで
あるが、継目部は振幅が減少している．超音波受波器３
の出力Ｌは前置増幅器２３で増幅されて出力Ｍとなる．
出力Ｍは正負の値が基準軸を中心として対称となってい
るので、検波回路２４により負側の振幅を正側に反転し
すべて正側の信号Ｎとする．検波回路２４の出力Ｎをロ
ーパスフィルタ回路２５を通して平滑化すると、Ｐに示
す波形となり、被測定物５の通常部は高く、継目部は低
い信号が得られる。これは、通常部は透過受波撥が大き
く、継目部は厚くなるため透過受波星が小さくなるため
である。信号Ｐのピーク値はピークホールド回路２６ａ
によってその時定数の時間ホールドされ、その波形はＱ
となる．感度調整２Ｌ’７はホールド値Ｑから基準値Ｒ
を生或する。

比較回路２８は基準値Ｒに基づき信号Ｐが基準値Ｒを超
えているか以下であるかを弁別する。被測定物５の通常
部はＰがＲより大きく、継目部はＰがＲより小さい．こ
のため波形Ｓに示すように通常部から継目部に変わった
場合、継目部から通常部に変わった場合にＳの波形は変
化するので継目部が検出できる． このように比較回路２８の基準値Ｒはピークホールド回
路２６ａの出力Ｑから生威されており、このＱの値は通
常部での信号値によって変化するもので固定された一定
値をとるものではない。常に通常部の信号値が基準とな
るわけで、それに対して信号値が低下した時に継目と判
定する．被測定物５の厚みが変化するたびに基準値すな
わちピークホールド値を更新することで、常に被測定物
５の通常部についての基準値が決定されるため、被測定
吻５の厚みや材質が変化しても継目判定基準値の手動に
よる調整を行う必要はない． 次に第７図、第８図により第４実施例を説明する。第７
図は、第４実施例のブロック図を示し、第５図と同一符
号は同一内容を表す．本実施例は、厚みの異なる被測定
物が継目テープで継がれている場合、その被測定物の厚
み応じた基準値を自動的に生戒する装置である．第３実
施例との相違はピークホールド回路２６ｂと出力回路２
９ｂであり、出力回路２９ｂは継目検出信号を出力する
と共にピークホールド回路２６ｂにリセット信号を出力
するようにした点である．第８ｍにより動作を説明する
．被測定物５は、それぞれ厚みが異なる被測定物５ａと
被測定物５ｂよりなり、これらは継目テープで接続され
ている．信号Ｊ′〜Ｐ′は被測定物５ａ、５ｂの厚みが
異なる点による変化以外は第６図の信号Ｊ−Ｐと同しで
ある．ローバスフィルク回路２５の出力Ｐ′のピーク値
はピークホールド回路２６ｂによってその時定数の時間
ホールドされ、その出力波形はＱ′のａで示す値となる
．感度調整器２７はホールド値ａから基準値Ｃを生戒す
る。Ｃの値は感度調整器２７で調整することによりａ≧
Ｃ≧０の範囲で自由に設定できるので、例えばａに近い
値としておけば、わずかな被測定物５の厚さの変化でも
継目検出が行えるので、厚い被測定物５に対し薄い継目
テープが貼られた場合有効である．しかしこのようにす
るとＰ″の値は被測定物５の波打ちによっても変化する
ため、この影響で継目ではないのに継目検出信号を出力
するという誤動作を生ずることがあるので、これらを考
慮して適切な値にＣを設定ずる．ＴＲい被厠定ｌ＃５に
厚い継目テープが貼られている場合、ある程度Ｃの値を
低めに設定しても継目部のＰ′が大きく低下するので継
目検出は可能である。このように感度調整器２７により
被測定物５と継目テープとの相対的な厚さの関係を考慮
して基準値Ｃの値を設定する。比較回路２８は基準値Ｃ
に基づき信号Ｐ′が基準値Ｃを超えているか否かを弁別
し、信号Ｐ′と基準値Ｃの大小関係が逆転したとき信号
Ｓ′はそれぞれｅ，ｆ点で反転する。出力回路２９ｂは
この反転信号Ｓ′を人力すると継目検出信号Ｔを一定特
間出力し、継目を検出したことを外部へ知らせる。さら
にこの継目検出信号Ｔの出力と同時にピークホールド回
路２６ｂにリセソト信号を出力し、ピークホールド回路
２６ｂを継目検出信号Ｔの出力時間の間リセソトする．
この出力時間は、検出位置が被測定物５ａより被測定物
５ｂに移動した時間となるように設定する．このように
設定することにより、被測定吻５ａに基づいて定まって
いたピークホールド値ａは、被測定物５ｂに基づいて定
まるピークホールド値ｂとなり、ａに対応じた基準値Ｃ
もｂに対応じた新しい基準値ｄとなる． 以上のように本実施例によれば、異なる厚みの被測定物
５が継目テープで継がれている場合でも、それぞれの被
測定物５の厚みに応じた基準値を自動的に設定して継目
検出を正確に行うことができる。

次に超音波送波器ｌと超音波受波器３とを被測定物５に
対して傾斜をつけて配置した場合の作用効果について説
明する。

もし、傾斜がなく垂直とした場合、超音波送波器ｌより
送波された超音波と被測定物５から反射した８１音波と
が干渉し、また被測定物５を透過した超音波と超音波受
波器３の受波面から反射波とが干渉する．このように干
渉すると被測定物５がその厚み方向に変位した場合、超
音波送波器１および超音波受波器３に対する距離が変化
し、Ｊｆｉ音波の直接波と反射波は互いに強め合ったり
弱め合ったりする．その結果、超音波受波器３の出力は
大きく変化してしまい、安定した検出が行えない。そこ
で、傾斜をつけると第５図、第７図に示すように反射波
と直接波の経路が異なるためこのような干渉は生ぜず安
定した検出が可能となる。

次に、第９図によりホーンの効果について説明する． 第５図、第７図に示すように超音波送波器１ホーン２，
超音波受波器３，ホーン４．被測定物５は周囲物体６に
囲まれている。超音波送波器１を超音波受波３３３から
なる超音波検出器にとっては周囲物体６が近くにあると
超音波が反射して測定、Ｌ望ましくないが、実際のｇｔ
置に超音波検出器を取り付ける場合、周囲に多くの超音
波反射体が存在することが多い．故に本実施例では、周
囲物体６を超音波検出器の周囲に設けた状態で測定を行
った。被測定物として、１枚の場合と、これを重ねて２
枚とした場合、ホーンを超音波送波器１と超音波受波器
３の双方に取り付けた場合と、双方に取り付けない場合
について測定した。この結果を第９図に示す．第９図の
（ａ）は使用したホーンの形状を示す。（ｂ）は被測定
物１枚でホーンなしの場合、（Ｃ）は被測定物２枚でホ
ーンなしの場合である．（ｄ）は被測定物１枚でホーン
付きの場合であり、（ｅ）は被測定物２枚でホーン付き
の場合である。

（ｂｌ〜（ｅｌは被測定物５をその進行方向と直角方向
つまり第５図に示すＸ方向に添って移動させたときの出
力の変化を表している．各図の両端の出力の大きい部分
は被測定物５のない部分の出力信号であり、中央の出力
が小さい部分は被測定物５のある部分の出力信号である
．上記より明らかなように超音波検出器に接近して周囲
物体（例えば壁、床など）がある場合、ホーンがないと
それからの反射超音波の影響を受シナ、（ロ），（Ｃ）
で示すように被測定物の枚数が変っても検出出力に殆ど
差が現れず枚数判定が不可能となる．ホーンを取り付け
ることによって（ｄ），　（ｅ）に示すように被測定物
の枚数の変化が検出出力に明確に現れるので枚数判定が
可能となる．被測定物の厚さが変化した場合もホーンが
無い場合、その検出出力差は殆ど現れないが、ホーンを
付けることによって検出出力の差が現れ、厚み検出が可
能となる．この他、ホーンを取り付けることにより送波
軸上および受波軸上における音圧、感度が向上すること
により、相対的に外来ノイズ（送波器から直接出る以外
の超音波源からの超音波）の影響が小さくなりＳ／Ｎが
向上するという利点もある．（ａ）に示すホーンは１が
長い程、θが大きい程鋭い指向性が得られるが、ホーン
の形状が大きくなり実用上問題が住しる．本実施例の場
合１＝２５ｍｍ，　　θ＝１０゜である．〔発明の効果
〕 本発明によれば超音波送波器，超音波受波器の少なくと
もいずれかにホーンを設けること、超音波送波器、超音
波受波器に対して被測定物の対向する面を傾斜させるこ
と、超音波を所定の条件で断続的に発生することなどに
より超音波の干渉を排除し、定常波の発生を防止し、被
測定物の位置、厚み、継目、重層等を非接触で精度よく
測定することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１実施例の原理を示す図、第２図は第２実
施例のブロック図、第３図は第２図のタイミングチャー
ト図、第４図は第２実施例の効果を示す図、第５図は第
３実施例の構威を示すブロソク図、第６図は第５図のタ
イムチャートを示す図、第７図は第４実施例の横威を示
すブロック図、第８図は第７図のタイムチャートを示す
図、第９図はホーンの効果を示す図である． １ ３ ６− １２−−− １．１ １６ １７−−− １８− ２２ ２４− ２６ａ ２７ ２９ａ， 超音波送波器　　　２．４−−−ホーン超音波受波器　
　　５−一一被測定物 周囲物体　　　　　１１−一一発信回路タイミング回路
　　１３−一一電力増幅回路ＡＮＤ回路　　　　１５−
−一前段増幅回路ピークホールド回路 サンプルホールド回路 出力回路　　　　　２１−−一発振回路電力増幅回路　
　　２３−一一前置増幅器検波回路　　２５・一　ロー
バスフィタ回路２６ｂ，−−−ピークホールド回路 感度調整器　　　　２８−一一比較回路２９ｂ−一一出
力回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波送波器と該超音波送波器からの超音波を受
   波する超音波受波器とを対向して配設し、前記超音波送
   波器と前記超音波受波器との間に被測定物を非接触に配
   置してなる超音波検出器において、前記超音波送波器の
   送波面、前記超音波受波器の受波面の少なくともいずれ
   か一方に超音波の指向性又は受向性を鋭くするホーンを
   設け、該送波面と対向する前記被測定物の対向面を前記
   送波面に対して傾斜させて配置したことを特徴とする超
   音波検出器。
2. （２）超音波送波器と該超音波送波器からの超音波を受
   波する超音波受波器とを対向して配設し、前記超音波送
   波器と前記超音波受波器との間に被測定物を非接触に配
   置してなる超音波検出器において、前記超音波送波器の
   送波面、前記超音波受波器の受波面の少なくともいずれ
   か一方に超音波の指向性又は受向性を鋭くするホーンを
   設け、該送波面からの超音波送波を断続的に行い、超音
   波送波持続時間を超音波が前記送波面と前記超音波受波
   器の受波面との距離を伝播する時間より短くし、超音波
   送波遮断期間を前記超音波の反射波によって前記超音波
   受波器に得られる信号レベルが、前記超音波によって前
   記超音波受波器に得られる信号レベルより十分小さくな
   る時間以上とすることを特徴とする超音波検出器。
3. （３）超音波を送波する超音波送波器と、該超音波送波
   器と対向して配設され、この対向した間を該超音波送波
   器に対し相対的に移動する被測定物を透過した前記超音
   波を受波する超音波受波器と、前記超音波送波器の送波
   面、前記超音波受波器の受波面の少なくともいずれか一
   方に設けられた超音波の指向性又は受向性を鋭くするホ
   ーンと、前記超音波受波器が受波した前記被測定物の通
   常部の透過受波と継目部の透過受波とを所定の基準値と
   比較し継目部を検出する継目検出部とを備えたことを特
   徴とする超音波検出器。
4. （４）前記継目検出部が、前記超音波受波器の出力を検
   波して透過受波の大きさに応じた信号を検波する検波部
   と、該検波部の出力を所定の基準値と比較して該基準値
   との大小を弁別する弁別部とを備えたことを特徴とする
   請求項３記載の超音波検出器。
5. （５）前記弁別部が、前記検波部の出力のピーク値を保
   持するピークホールド回路と、該ピークホールド回路の
   保持するピーク値より前記所定の基準値を生成する基準
   値生成回路と、該基準値生成回路の出力と前記検波部の
   出力とを比較する比較回路とを備えたことを特徴とする
   請求項４記載の超音波検出器。
6. （６）前記比較回路の出力に基づき継目検出信号を出力
   すると共に該継目検出信号を出力する度に前記ピークホ
   ールド回路をリセットする出力回路を備えたことを特徴
   とする請求項５記載の超音波検出器。
7. （７）前記超音波送波器の送波面と前記超音波受波器の
   受波面とを前記被測定物に対して傾斜して対向配置した
   ことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の超音
   波検出器。