JPH04313093A - 超音波式距離センサー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて被測定
面までの長さを測定する超音波式距離センサーに関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波式距離センサーは、例えば
送信用水晶発振子と受信用水晶発振子とを被測定面に対
して同一面側に配し、且つ被測定面の所定位置に対して
垂直に立てられた面の両側に対称的に設け、送信用水晶
発振子の発生した超音波を被測定面に当て、その反射波
を前記受信用水晶振動子で検出し、被測定面との距離を
計測できるように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波式距離センサーにあっては、超音波の伝播が空気
を通して行われるために、その経路に空気の対流層が温
度ムラによる空気の粗密層があると、超音波の速度に変
化を生じたり異常反射を生じるため、超音波による距離
の測定は不可能であった。

【０００４】また、雰囲気の温度と異なった温度の被測
定物との距離測定では、被測定物の周囲に空気の対流層
が発生するため誤差を生じやすく、その測定は困難であ
った。

【０００５】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、超音波の伝播と反射
波の受信が雰囲気や被測定物の温度の影響に左右される
ことなく、正確に距離を測定できるようにした超音波式
距離センサーを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の超音波式距離センサーは、一方を開口し且つ
気体を貯蔵する送気室を有する第１のケースと、この第
１のケースに接続され中空形状をなして軸方向に貫通し
た第２のケースと、前記第１のケースと第２のケースと
の間に設けられ外周部の周辺に複数の小孔を有する整流
板と、この整流板に前記第２のケースに臨ませて設けた
超音波センサーとを備えて超音波式距離センサーを構成
した。前記第２ケース内に温度サンサを設けるのが望ま
しいものである。

【０００７】

【作用】上記のように構成された本発明の超音波式距離
センサーにおいては、超音波センサーから送信された超
音波が、被測定面にて反射されて超音波式距離センサー
に受信される経路間を、第１のケースにおける送気室に
挿入された気体は整流板によって整流された後、整流板
の外周部に設けた複数の小孔を通って第２のケースより
被測定面に達する気流で保護するので、正確な距離測定
が行われる。

【０００８】また、例えばプラズマ切断トーチ，溶接ト
ーチ，レーザトーチの熱外乱があっても、温度センサー
によって第１のケース内に送入される気体の温度を、外
気熱と同じにすることができるので測定上の誤差を完全
に排除して測定が行われる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
よって説明する。

【００１０】図１において、第１のケース１は一方（本
実施例では下方）が開口されたケースで、開口部３の外
周には後述する第２のケースを取付ける締着部５が設け
てある。この締着部５を設けた反射側の盲蓋状の部分に
は、外部より送入される気体の通路となる管路７が設け
てあり、管路７の外部側接続口にはニップル９が設けて
あって、外部より供給される送気チューブ１１と接続さ
れるようになっている。この管路７の内部側は略中心に
垂設された管路７ａと導通され、第１のケース１内に開
放された管路７ａの先端にはマフラー１３が取付けてあ
る。このマフラー１３の周辺には空間部が形成されてお
り、前記送気チューブ１１より送入された気体はマフラ
ー１３により異物を除き空間部へ貯えるための第１ケー
ス１内に形成された送気室１５に送気される。

【００１１】第２のケース１７は前記第１のケース１の
締着部５に締着される取付部１９を有する中空貫通体で
、取付部１９の反射側は絞られたように狭くつくられた
噴出口２１が設けられており、これに沿って第２のケー
ス１７の内側は流線形状に形成されている。

【００１２】この第２のケース１７と前記第１のケース
１の締着部５に締着される取付部１９を有する中空貫通
体で、取付部１９の反射側は絞られたように狭く作られ
た噴出口２１が設けられており、これに沿って第２のケ
ース１７の内側は流線形状に形成されている。

【００１３】この第２のケース７と前記第１のケース１
との締着部分には整流板２３が取付けられ、第１のケー
ス１の締着部５と第２のケース１７の取付部１９とによ
って挟持されるようになっている。整流板２３はその周
辺部に略等間隔に開けられた複数の小孔２５を有した板
状の部材で、前記複数の小孔２５を設けた中央部には超
音波センサー２７が取付けてある。この超音波センサー
２７は、例えば送信用水晶発振子と受信用水晶発振子と
を内蔵したもので、各発振子の方向は送信用から超音波
が伝播され、外部に置かれた被測定物Ｗの面によって反
射されるとその反射波は受信用に戻る方向に合わされて
おり、これらの各発振子をケースに収納したものである
。そして、前記整流板２３の小孔２５は超音波センサー
２７のケースの外側に配されている。また、超音波式距
離センサー２７への信号電線２９は、整流板２３に取付
けられた超音波式距離センサー２７の反対側に導かれ、
第１のケース１に設けた取出口３１を介して外部の機器
（図示せず）と接続される。勿論、この取出口３１と信
号電線２９との間には図示しないがパッキングが設けて
あって、第１のケース１内の送気室１５内の気密は保た
れるようになっている。

【００１４】このような超音波センサー２７の外側には
バンド３３を介して温度センサー３５が取付けてある。 この温度センサー３５は第２のケース１７内の温度を検
出するもので、この温度センサー３５によって、上記の
構成により製作された超音波式距離センサー３７は、外
部に設けた別の温度センサーとの差に応じて送入される
気体の温度をコントロールするようになっている。

【００１５】上記構成による超音波式距離センサー３７
は、被測定物Ｗの測定面に対して垂直方向で所定間隔Ｄ
（超音波センサー２７の上面と測定面との距離）をおい
て固定し、送気チューブ１１より気体を供給すると、こ
の気体は第１のケース１の管路７および管路７ａを通っ
てマフラー１３には無数の小孔が形成されていて送入さ
れた気体内の異物を除き、正常な気体を送気室１５内に
放出する。

【００１６】このマフラー１３から放出された気体は送
気室１５内に充満し、一定圧に達すると整流板２３の小
孔２５を通過して流れる方向が定められ、超音波センサ
ー２７の周囲を通って第２のケース１７の内面に沿って
図１の矢印に示した気流を生じる。この気流は図２に示
すような噴出口２１の内径に等しい筒状の気流となって
、被測定物Ｗの測定面に達するエアーカーテン３９が形
成される。このエアーカーテン３９は外部の雰囲気を完
全に分離した測定範囲を形成し、超音波センサー２７に
おける送信受信の超音波の通過経路を覆うので、正確に
被測定物Ｗの測定面までの距離を測定することができる
。

【００１７】また、周囲に熱外乱や大気の熱対流の存在
する環境下では温度センサー３５の作用で、送気チュー
ブ１１によって送入される気体の温度をコントロールで
きるのでエアーカーテン３９に覆われた測定範囲内は常
に均質となり超音波の進行を妨げることはない。

【００１８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、適宜の変更を行うことによってその他
の態様でも実施し得るものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は特許請求
の範囲に記載された通りの構成であるから、超音波の伝
播と反射波の受信とが外部雰囲気の影響を受けることな
く、正確な距離測定ができるとともに、送入される気体
の圧力を高めることにより測定距離も長く、例えばトー
チ等の先端から離れた位置に取付けることが可能となり
、被測定物との衝突や火花の影響を防止できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波式距離センサーの断面図である。

【図２】図１の超音波式距離センサーにおけるエアーカ
ーテンの形成状態を示す要部の斜視図である。

【符号の説明】

１　　第１のケース １５　　送気室 １７　　第２のケース ２１　　噴出口 ２３　　整流板 ２５　　小孔 ２７　　超音波センサー ３５　　温度センサー ３７　　超音波式距離センサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一方を開口し且つ気体を貯蔵する送気
   室を有する第１のケースと、この第１のケースに接続さ
   れ中空形状をなして軸方向に貫通した第２のケースと、
   前記第１のケースと第２のケースとの間に設けられ外周
   部の周辺に複数の小孔を有する整流板と、この整流板に
   前記第２のケースに臨ませて設けた超音波センサーと、
   を備えてなることを特徴とする超音波式距離センサー。
2. 【請求項２】　　前記第２のケース内に温度センサーを
   設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波式距離セ
   ンサー。