JPH0357983A - 超音波レベル計 - Google Patents
超音波レベル計Info
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- JPH0357983A JPH0357983A JP1193635A JP19363589A JPH0357983A JP H0357983 A JPH0357983 A JP H0357983A JP 1193635 A JP1193635 A JP 1193635A JP 19363589 A JP19363589 A JP 19363589A JP H0357983 A JPH0357983 A JP H0357983A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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、所定の周期で印加されたトリガバルスにより
超音波駆動回路から超音波送受波器を介して測定対象物
にバースト波を放射し、この測定対象物で反射される反
射波を受信して、トリガバルスの送出から反射波を受信
するまでの時間差から測定対象物までの距離を計測する
超音波レベル計に係り、特にノイズ波と正規の反射波と
を有効に区別出来るように改良した超音波レベル計に関
する． く従来の技術〉 第４図は超音波レベル計により測定対象物である水位を
測定する場合の例を示している．１０は水槽であり、こ
の中に測定液Ｑが満たされている．この水槽１０の上方
には超音波レベル計１ｌが所定の距離をおいて配置され
ている。
超音波駆動回路から超音波送受波器を介して測定対象物
にバースト波を放射し、この測定対象物で反射される反
射波を受信して、トリガバルスの送出から反射波を受信
するまでの時間差から測定対象物までの距離を計測する
超音波レベル計に係り、特にノイズ波と正規の反射波と
を有効に区別出来るように改良した超音波レベル計に関
する． く従来の技術〉 第４図は超音波レベル計により測定対象物である水位を
測定する場合の例を示している．１０は水槽であり、こ
の中に測定液Ｑが満たされている．この水槽１０の上方
には超音波レベル計１ｌが所定の距離をおいて配置され
ている。
この測定環境では超音波レベル計１ｌと測定液Ｑの水位
而Ｌとの間の水Ｗ１１０の印面に障害物１２か配置され
ている． 以上の配置において、超音波レベル計１１から放射され
たバースト波は測定すべき水位面■７に放射されここで
反射されて再び超音波レベル計１１に入射される．超音
波レベル計１１はバースト波の送出から反射波の受波ま
での時間を測定することにより超音波レベル計ｌ１から
水位面Ｌまでのレベルを測定する。
而Ｌとの間の水Ｗ１１０の印面に障害物１２か配置され
ている． 以上の配置において、超音波レベル計１１から放射され
たバースト波は測定すべき水位面■７に放射されここで
反射されて再び超音波レベル計１１に入射される．超音
波レベル計１１はバースト波の送出から反射波の受波ま
での時間を測定することにより超音波レベル計ｌ１から
水位面Ｌまでのレベルを測定する。
く発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、その測定環埴が第４図に示すように超音
波レベル計１１と測定液Ｑの水位而Ｌどの間の水槽１０
の側面に障害物１２があるような場合は、超音波レベル
計１ｌから放出されたバスト波ＢＷは第５図に示すよう
に測定ずべき水位面Ｌからの反射による反射波Ｆｔ Ｗ
の池に障害物１２からの反射波ＲＮ＃Ｊノイズとして混
入されて超音波レベル計１１に入射される． 超音波レベル計１１は、通常、これ等の入射波の大きさ
を所定のスレッシュホールドレベルと比較して水位面Ｌ
からの反射による反射波ＲＷを検出する． しかし、単に反射波の大きさだけで検出するので有効な
反射波を区別することが出来ず、測定誤差を生じること
となる。
波レベル計１１と測定液Ｑの水位而Ｌどの間の水槽１０
の側面に障害物１２があるような場合は、超音波レベル
計１ｌから放出されたバスト波ＢＷは第５図に示すよう
に測定ずべき水位面Ｌからの反射による反射波Ｆｔ Ｗ
の池に障害物１２からの反射波ＲＮ＃Ｊノイズとして混
入されて超音波レベル計１１に入射される． 超音波レベル計１１は、通常、これ等の入射波の大きさ
を所定のスレッシュホールドレベルと比較して水位面Ｌ
からの反射による反射波ＲＷを検出する． しかし、単に反射波の大きさだけで検出するので有効な
反射波を区別することが出来ず、測定誤差を生じること
となる。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、以上のような課題、特に測定状！ぶで障害物
により常時発生している反射波を取り除くために、所定
の周期で印加されたｉ−リガパルスにより超音波駆動回
路から超音波送受波器を介して測定対象物にパース１〜
波を放射し、この測定対象物で反射される反射波を増幅
器で受信しトリガバルスの送出から反射波を受信するま
での時間差から測定対象物までの距離を計測する超音波
レベル計に係り、この増幅器の出力信号の包絡線を演算
する包ｍｍ演算手段と、この包路線演算手段からの包絡
線出力を記憶する記憶手段と、この記憶手段に格納され
たデータと測定中の包絡線演算手段からの測定出力との
差を演算して差信号を出力する波形差演算手段と、この
差信号とスレヴショルドレベルと比較してレベル信号を
出力する比較手段とを具備し、記憶手段には測定対象物
のレベル変化範囲の所定位置で増幅器を介して受信され
て記憶回路に記憶された波形をデータとして記憶してお
くことにより、測定対象物以外から混入するノイズを除
去するようにしたものである．く作 用〉 まず、測定対象物のレベル変化範囲の所定位置で増幅器
を介して反射波を受波し、この受波された波形を包絡線
演算手段により包路線を演算して記憶手段にデータとし
て記憶し、この記憶手段に格納された包絡線データと実
際のレベル測定中の包絡線演算手段からの測定出力との
差を波形差演算手段で演算してレベル信号として出力す
ることにより、測定対象物以外から常時混入するノイズ
を除去する． く実施例〉 以下、本発明の実施例について図を参照して説明する．
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る． １３は水位面Ｌなどの測定対象物であり、超音波の駆動
回路１４から駆動信号ＶＤを超音波送受波器１５に送出
してここからバースＩ・波を測定対象物１３に放射する
． 測定対象物１３で反射された反射波は超音波送受波器１
５で受波され受信信号Ｓｒとして増幅器１６の入力端に
出力される． 増幅器１６はこの受信信号ｓｒを増幅して反射波ＳＲと
して包絡線回＃１１７に出力する．包路線回路１７は反
射波ｓＲの包絡線を演算して包絡線信号ｓＥとして出力
する． この包絡線信号ＳＥは、波形カット回路１８に出力され
、ここで包絡線信号ＳＥの波形の例えば下半分がカット
された包路線信号ＳＮとして出力される． 記憶回路１９には、例えば水位面Ｌが測定可能範囲のう
ち最も低下した水位面Ｌ１の状態での包絡線信号ＳＮ＋
が格納される。そして、この格納されたデータは例えば
包絡線信号ＳＮ＋をデジタル信号に変換して内部のメモ
リにデジタルの初期波形データＳＭＩとして格納される
． 一方、実際の水位面がＬ，より上に上昇した実際のレベ
ル測定の状態では、波形カット回路１８の出力端に生じ
る包絡線信号ＳＮ２が波形差検出回路２０の一方の入力
端に出力されその内部でデジタル化される． そして、波形差検出回路２０はこの入力端の他端に入力
されている初期波形データＳＭ＋ と包絡線信号ＳＮ２
との差を演算して差信号ＳＦとしてスレッショルド回路
２１に出力し、ここで所定のスレッショルドレベルｖＴ
と比較されてこれ等の一致点からレベルを測定してレベ
ル信号Ｓτとして出力される． 次に、以上のように横成された実施例の動作について第
２図と第３図に示す波形図を用いて説明する。
により常時発生している反射波を取り除くために、所定
の周期で印加されたｉ−リガパルスにより超音波駆動回
路から超音波送受波器を介して測定対象物にパース１〜
波を放射し、この測定対象物で反射される反射波を増幅
器で受信しトリガバルスの送出から反射波を受信するま
での時間差から測定対象物までの距離を計測する超音波
レベル計に係り、この増幅器の出力信号の包絡線を演算
する包ｍｍ演算手段と、この包路線演算手段からの包絡
線出力を記憶する記憶手段と、この記憶手段に格納され
たデータと測定中の包絡線演算手段からの測定出力との
差を演算して差信号を出力する波形差演算手段と、この
差信号とスレヴショルドレベルと比較してレベル信号を
出力する比較手段とを具備し、記憶手段には測定対象物
のレベル変化範囲の所定位置で増幅器を介して受信され
て記憶回路に記憶された波形をデータとして記憶してお
くことにより、測定対象物以外から混入するノイズを除
去するようにしたものである．く作 用〉 まず、測定対象物のレベル変化範囲の所定位置で増幅器
を介して反射波を受波し、この受波された波形を包絡線
演算手段により包路線を演算して記憶手段にデータとし
て記憶し、この記憶手段に格納された包絡線データと実
際のレベル測定中の包絡線演算手段からの測定出力との
差を波形差演算手段で演算してレベル信号として出力す
ることにより、測定対象物以外から常時混入するノイズ
を除去する． く実施例〉 以下、本発明の実施例について図を参照して説明する．
第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る． １３は水位面Ｌなどの測定対象物であり、超音波の駆動
回路１４から駆動信号ＶＤを超音波送受波器１５に送出
してここからバースＩ・波を測定対象物１３に放射する
． 測定対象物１３で反射された反射波は超音波送受波器１
５で受波され受信信号Ｓｒとして増幅器１６の入力端に
出力される． 増幅器１６はこの受信信号ｓｒを増幅して反射波ＳＲと
して包絡線回＃１１７に出力する．包路線回路１７は反
射波ｓＲの包絡線を演算して包絡線信号ｓＥとして出力
する． この包絡線信号ＳＥは、波形カット回路１８に出力され
、ここで包絡線信号ＳＥの波形の例えば下半分がカット
された包路線信号ＳＮとして出力される． 記憶回路１９には、例えば水位面Ｌが測定可能範囲のう
ち最も低下した水位面Ｌ１の状態での包絡線信号ＳＮ＋
が格納される。そして、この格納されたデータは例えば
包絡線信号ＳＮ＋をデジタル信号に変換して内部のメモ
リにデジタルの初期波形データＳＭＩとして格納される
． 一方、実際の水位面がＬ，より上に上昇した実際のレベ
ル測定の状態では、波形カット回路１８の出力端に生じ
る包絡線信号ＳＮ２が波形差検出回路２０の一方の入力
端に出力されその内部でデジタル化される． そして、波形差検出回路２０はこの入力端の他端に入力
されている初期波形データＳＭ＋ と包絡線信号ＳＮ２
との差を演算して差信号ＳＦとしてスレッショルド回路
２１に出力し、ここで所定のスレッショルドレベルｖＴ
と比較されてこれ等の一致点からレベルを測定してレベ
ル信号Ｓτとして出力される． 次に、以上のように横成された実施例の動作について第
２図と第３図に示す波形図を用いて説明する。
第２図は例えば水位面１．が測定可能範囲のうち最も低
下した水位面！−１の状態での各部の波形を示している
． 実際のレベルの測定に先立って、まず駆動回路１４から
駆動信号Ｖｏを超音波送受波器１５に印加する．これに
より超音波送受波器１５はバースト波ＢＷ（第２図（イ
））を測定対象物１３に送出する．測定対象物ｌ３で反
射された反射波は超音波送受波器１５を介して増幅器１
６で受信され、その出力端に第２図（イ）で示すような
反射波ＳＲ，を生じる．この反射波Ｓ＋＋＋には障害物
１２などで反射されたノイズとしての反射波Ｒ Ｎ Ｉ
と水位面Ｌで反射された測定すべきレベルとしての反
射波ＲＷ＋とが含まれている． この反射波ＳＲ＋は包絡線回路１７で第２図（口）に示
すような包絡線状の包絡線信号ＳＥ＋として演算されて
出力される．この包絡線信号ＳＥ，は波形カット回路１
８で例えばこの波形の下半分がカットされて包路線信号
ＳＮ＋とされデジタル化されて記憶回路１９にデータＳ
ＭＩ として格納される． 次に、実際のレベル測定の動作について説明する． 第３図は実際のレベル測定状態の各部の波形を示す波形
図である． この場合は、水位而Ｌが任意のレベル状態に或る．この
ときの増幅器１６の出力端に現れる反射波ＳＲ２の波形
（第３図（イ））は反射波Ｒ Ｗ ２の時間間隔は第２
図｛イ｝の場合と異なるが反射波Ｒ Ｎ ２はＲＮ＋と
同一の波形となっている．これを包絡線回路ｌ７で第３
図（ロ）に示すような包絡線状の包絡線信号ＳＥ２とし
て演算されて出力される．この包絡線信号Ｓε２は波形
カット回路１８で例えばこの波形の下半分がカットされ
て包絡線信号ＳＮ２として波形差検出回路２０に出力さ
れる。
下した水位面！−１の状態での各部の波形を示している
． 実際のレベルの測定に先立って、まず駆動回路１４から
駆動信号Ｖｏを超音波送受波器１５に印加する．これに
より超音波送受波器１５はバースト波ＢＷ（第２図（イ
））を測定対象物１３に送出する．測定対象物ｌ３で反
射された反射波は超音波送受波器１５を介して増幅器１
６で受信され、その出力端に第２図（イ）で示すような
反射波ＳＲ，を生じる．この反射波Ｓ＋＋＋には障害物
１２などで反射されたノイズとしての反射波Ｒ Ｎ Ｉ
と水位面Ｌで反射された測定すべきレベルとしての反
射波ＲＷ＋とが含まれている． この反射波ＳＲ＋は包絡線回路１７で第２図（口）に示
すような包絡線状の包絡線信号ＳＥ＋として演算されて
出力される．この包絡線信号ＳＥ，は波形カット回路１
８で例えばこの波形の下半分がカットされて包路線信号
ＳＮ＋とされデジタル化されて記憶回路１９にデータＳ
ＭＩ として格納される． 次に、実際のレベル測定の動作について説明する． 第３図は実際のレベル測定状態の各部の波形を示す波形
図である． この場合は、水位而Ｌが任意のレベル状態に或る．この
ときの増幅器１６の出力端に現れる反射波ＳＲ２の波形
（第３図（イ））は反射波Ｒ Ｗ ２の時間間隔は第２
図｛イ｝の場合と異なるが反射波Ｒ Ｎ ２はＲＮ＋と
同一の波形となっている．これを包絡線回路ｌ７で第３
図（ロ）に示すような包絡線状の包絡線信号ＳＥ２とし
て演算されて出力される．この包絡線信号Ｓε２は波形
カット回路１８で例えばこの波形の下半分がカットされ
て包絡線信号ＳＮ２として波形差検出回路２０に出力さ
れる。
一方、記憶凹路１つには第２図（ハ）に示す反射波ＳＲ
＋に対応するデータＳＭＩが格納されており、このデー
タＳｈ＋ と包絡線信号ＳＮ２をデジタル化したデータ
との差が波形差検出回路２０で演算され、対応するアナ
ログの差信号ＳＦ （第２図（ハ））を出力する。こ
の差信号ＳＦの波形から判るように、ノイズとして定常
的に混入される反射波ＲＮＩ （＝ＲＮ２）は完全に
除去された波形となっている．この差信号ＳＦに対して
スレッショルド回路２１で所定のスレッショルドレベル
ＶＴ Ｈと反射波Ｒ Ｗ ２とを比較することにより水
位面Ｌまでの時間の２倍に相当する時間Ｔを測定するこ
とができる．なお、 Ｒ Ｗ ，なる反射波は第２図（
ハ）に示す反射波Ｒ Ｗ ＋を反転したものである。
＋に対応するデータＳＭＩが格納されており、このデー
タＳｈ＋ と包絡線信号ＳＮ２をデジタル化したデータ
との差が波形差検出回路２０で演算され、対応するアナ
ログの差信号ＳＦ （第２図（ハ））を出力する。こ
の差信号ＳＦの波形から判るように、ノイズとして定常
的に混入される反射波ＲＮＩ （＝ＲＮ２）は完全に
除去された波形となっている．この差信号ＳＦに対して
スレッショルド回路２１で所定のスレッショルドレベル
ＶＴ Ｈと反射波Ｒ Ｗ ２とを比較することにより水
位面Ｌまでの時間の２倍に相当する時間Ｔを測定するこ
とができる．なお、 Ｒ Ｗ ，なる反射波は第２図（
ハ）に示す反射波Ｒ Ｗ ＋を反転したものである。
第１図に示す実施例では測定開始の当初に第２図に示す
動作を行って記憶回路１つに波形を記憶させたが、これ
に限らず測定の途中で、或いはレンジ変更の度に反射波
の波形を記憶回路に取り込むようにしても良い． また、記憶回路１つ、波形差検串回路２０でのデジタル
処理は、例えばマイクロコンピュータを用いて実行する
ようにしても良い。
動作を行って記憶回路１つに波形を記憶させたが、これ
に限らず測定の途中で、或いはレンジ変更の度に反射波
の波形を記憶回路に取り込むようにしても良い． また、記憶回路１つ、波形差検串回路２０でのデジタル
処理は、例えばマイクロコンピュータを用いて実行する
ようにしても良い。
く発明の効果〉
以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明によ
れば、定常的に混入するノイズを含む反射波の波形を記
憶回路に格納し、これと実際の測定において反射される
波形とを比較することによりレベル測定をするようにし
たので、ノイズによる測定誤差を防止し、精度の高い測
定が可能となる．
れば、定常的に混入するノイズを含む反射波の波形を記
憶回路に格納し、これと実際の測定において反射される
波形とを比較することによりレベル測定をするようにし
たので、ノイズによる測定誤差を防止し、精度の高い測
定が可能となる．
第ｌ図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図、第
２図は測定に先立ち第１図に示す記憶回路に格納する反
射波の波形を示す波形図、第３図は第１図に示す実施例
の動作を説明する波形図、第４図は従来の超音波レベル
計の構成を示す配置図、第５図は第４図に示す超音波レ
ベル計のもつ問題点を説明する波形図である． １０・・・水槽、１１・・・超音波レベル計、１２・・
・障害物、１３・・・測定対象物、１４・・・駆動回路
、１５・・・超音波送受波器、１７・・・包絡線回路、
１８・・・波形カット回路、１つ・・・記憶回路、２０
・・・波形差検出回路、２１・・・スレッショルド回路
。 第 Ｊ 図
２図は測定に先立ち第１図に示す記憶回路に格納する反
射波の波形を示す波形図、第３図は第１図に示す実施例
の動作を説明する波形図、第４図は従来の超音波レベル
計の構成を示す配置図、第５図は第４図に示す超音波レ
ベル計のもつ問題点を説明する波形図である． １０・・・水槽、１１・・・超音波レベル計、１２・・
・障害物、１３・・・測定対象物、１４・・・駆動回路
、１５・・・超音波送受波器、１７・・・包絡線回路、
１８・・・波形カット回路、１つ・・・記憶回路、２０
・・・波形差検出回路、２１・・・スレッショルド回路
。 第 Ｊ 図
Claims (1)
- 所定の周期で印加されたトリガパルスにより超音波駆動
回路から超音波送受波器を介して測定対象物にバースト
波を放射し、この測定対象物で反射される反射波を増幅
器で受信し前記トリガパルスの送出から前記反射波を受
信するまでの時間差から前記測定対象物までの距離を計
測する超音波レベル計において、前記増幅器の出力信号
の包絡線を演算する包絡線演算手段と、この包絡線演算
手段からの包絡線出力を記憶する記憶手段と、この記憶
手段に格納されたデータと測定中の前記包絡線演算手段
からの測定出力との差を演算して差信号を出力する波形
差演算手段と、この差信号とスレッショルドレベルと比
較してレベル信号を出力する比較手段とを具備し、前記
記憶手段には前記測定対象物のレベル変化範囲の所定位
置で増幅器を介して受信されて前記記憶回路に記憶され
た波形を前記データとして記憶しておくことにより、前
記測定対象物以外から混入するノイズを除去することを
特徴とする超音波レベル計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193635A JPH0357983A (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 超音波レベル計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193635A JPH0357983A (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 超音波レベル計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357983A true JPH0357983A (ja) | 1991-03-13 |
Family
ID=16311224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193635A Pending JPH0357983A (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 | 超音波レベル計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0357983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011038975A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Ryoden Shonan Electronics Kk | 超音波液体検知装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54138000A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Nippon Keibi Hosho Kk | Ultrasonic wave warning system |
| JPS635290A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 物体検知センサ |
-
1989
- 1989-07-26 JP JP1193635A patent/JPH0357983A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54138000A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Nippon Keibi Hosho Kk | Ultrasonic wave warning system |
| JPS635290A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 物体検知センサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011038975A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Ryoden Shonan Electronics Kk | 超音波液体検知装置 |
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