JPH0483192A - 超音波センサ - Google Patents

超音波センサ

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Publication number
JPH0483192A
JPH0483192A JP2198175A JP19817590A JPH0483192A JP H0483192 A JPH0483192 A JP H0483192A JP 2198175 A JP2198175 A JP 2198175A JP 19817590 A JP19817590 A JP 19817590A JP H0483192 A JPH0483192 A JP H0483192A
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JP
Japan
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value
time
reception
signal
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP2198175A
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English (en)
Inventor
Hideo Mori
秀夫 森
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2198175A priority Critical patent/JPH0483192A/ja
Publication of JPH0483192A publication Critical patent/JPH0483192A/ja
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超音波パルスを送波し、物体がらの反射波を
検出することで物体の有無を判断する超音波センサに間
するものである。
[従来の技術] 従来、超音波パルスの反射を利用して物体を検出する超
音波センサが広く用いられている。この種の超音波セン
サでは、構成を簡単化するために、送波用の超音波振動
子と受波用の超音波振動子とを兼用することが多い。こ
のような場合、超音波振動子に送波パルスを与えて駆動
した後、その残響が完全に収まる以前に物体からの反射
波が受波されると、受波波形と残響波形の区別がつかな
くなることがあった。そこで、第5図(a)に示すよう
に、反射波の受波を開始する受波時刻t。を残響波形S
1の終了時刻Taよりも遅く設定していた。
また、通常の残響波形S1が実線で示す波形であっても
、部品のばらつきや環境の変化により破線で示すような
残響波形S2に変動することがあるので、このような変
動を見越して、通常の残響波形S1の終了時刻Taと受
波時刻t0の間に変動相当分の余裕を持たせていた。
[発明が解決しようとする課題] 上述の従来例では、残響波形S2のように最も長く残響
が続いた場合でも残響波形と受波波形とが重ならないよ
うに受波時刻し。を十分に遅く設定していた。このため
、通常の残響波形S、のように、早い時期に残響が終了
している場合においても、受波時刻し。よりも早く到来
する反射波を検出することはできない。このため、近距
離の物体検知能力が劣るという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、超音波パルスを送波し、物体か
らの反射波を検出することで物体の有無を判断する超音
波センサにおいて、超音波振動子のQ値に応じて受波時
刻や受波利得を設定することにより、近距離の物体検知
能力を改善することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第1
図に示すように、超音波パルスを送波し、物体からの反
射波を受波することで物体の有無を検知する超音波セン
サにおいて、超音波振動子1のQ値を検出するQ値検出
部72と、検出されたQ値に応して受波時刻を設定する
受波時刻設定部73と、検出されたQ値に応じて受波利
得を設定する受波利得設定部6とを設けたものである。
なお、受波時刻設定部73と受波利得設定部6のいずれ
か一方を省略しても構わない。
[作用] 本発明の超音波センサにあっては、このように、超音波
振動子1のQ値に応じて受波時刻や受波利得を設定する
ようにしたものであるから、Q値が小さい場合には、残
響時間が短いので、それだけ受波時刻を早くすることが
できる。また、Q値が大きい場合には、超音波振動子1
の出力音圧が大きいので、受波利得を小さくすることが
できる。
これにより実質的に残響時間を短くすることができ、結
果として受波時刻を早くすることができる。
そして、受波時刻を早くすることにより、近距離の物体
検知能力を改善することができるものである。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
以下、その構成について説明する。1は超音波振動子で
あり、超音波パルスを送波すると共に、物体からの反射
波を受波する機能を有する。2は送波部であり、制御部
7から出力される送波パルスを増幅して超音波振動子1
を駆動する。3は受波増幅部であり、超音波振動子1で
得られた受波信号を増幅する。4は受波検波部であり、
受波信号を検波して、その振幅成分を取り出す65は受
波比較部であり、受波信号の振幅成分を所定値vthと
比較する。受波信号の振幅成分が所定値vthを越える
場合には、制御部7に高レベルの信号が入力される。6
は受波利得設定部であり、制御部7により求められた超
音波振動子1のQ値に応じて受波増幅部3の利得を設定
するものである。
以上の構成の他に、第1図に示す回路では、送波部2か
ら取り出した信号Sの減衰特性に基づいて超音波振動子
1のQ値を求めるために、増幅部8と検波部9、第1及
び第2の比較部10.11並びに時間幅検出部12を備
えている。増幅部8では、送波部2から取り出した信号
Sを増幅する。
検波部9では、増幅部8の出力を検波して信号Sの包絡
線のレベルを検出する。第1の比較部10では、信号S
のレベルを第1のスレショルド値V。
と比較する。第2の比較部11では、信号Sのレベルを
第2のスレショルド値V2(<Vl)と比較する。第1
及び第2の比較部10.11の比較出力はパルス幅検出
部12にそれぞれ入力される。パルス幅検出部12では
、信号Sのレベルが第1のスレショルド値■1から第2
のスレショルド値V2まで降下するのに要する時間幅を
検出する。検出された時間幅は制御部7に入力されて、
Q値の検出に利用される。
次に、制御部7について説明する。この制御部7は、発
振部71と、Q値検出部72と、受波時刻設定部73と
、受波判断部74とを備えている。
発振部71は所定の周期で送波パルスを発生し、送波部
2に与える。Q値検出部72では、時間幅検出部12に
より検出された時間幅に基づいてQ値を検出する。受波
時刻設定部73では、検出されたQ値に基づいて受波時
刻を設定する。受波判断部74では、受波時刻設定部7
3で設定された受波時刻以降で、物体からの反射波の有
無を判断する。
第2図(a)〜(e)はQ値検出部72の動作を示して
いる0図中、Sは送波部2から取り出した信号の波形で
あり、Pは時間幅検出部12から検出された時間幅を示
すパルス信号の波形である。このパルス信号Pは、送波
部2から取り出した信号Sのレベルが第1のスレショル
ド値■1を下回ってから第2のスレショルド値V2(<
Vl)を下回るまでの時間幅を示している。
第2図b)では、パルス信号Pの時間幅は標準的であり
、Q=Qaは標準的な値となる。同図(b)では、パル
ス信号Pの時間幅は短く、Q=Qbは小さな値となる。
同図(c)では、パルス信号Pの時間幅は長く、Q=Q
eは大きな値となる。つまり、超音波振動子1のQ値が
大きくなるにつれて、残響は収まりにくくなり、Q値が
小さい場合には、速やかに残響は減衰する。
この間係を第3図に示す。図中、縦軸は残響終了時刻[
、S)であり、横軸は超音波振動子1のQ値である。Q
 e > Q a > Q bの場合には、残響終了時
刻はT c > T a > T bの間係となる。そ
こで、受波時刻設定部73では、Q値検出部72で検出
されたQ値が小さい場合には、残響終了時刻が早くなる
ことに合わせて受波時刻を早く設定する。
また、第4図は出力音圧(dB)と超音波振動子1のQ
値の関係を示している。 Q c > Q a > Q
 bの場合には、出力音圧はPc>Pa>Pbの関係と
なる。
つまり、超音波振動子1のQ値が大きくなるにつれて、
出力音圧は大きくなり、Q値が小さい場合には、出力音
圧は小さくなる。そこで、受波利得設定部6では、Q値
検出部72で検出されたQ値が大きい場合には、出力音
圧が大きくなることに合わせて受波利得を小さく設定す
る。
以上のように、Q値に応じた受波時刻と受波利得の制御
を行うことにより、残響終了直後に受波動作を開始する
ことが可能となる。これを第5図により説明する。
第5図(a)は従来例の動作説明図である。図中、S 
、S 2は残響波形であり、Gは受波ゲートである。物
体からの反射波は受波ゲートが開く受波時刻t0以降で
のみ受波される。この受波時刻t。は、通常の残響波形
S、の終了時刻Taよりも遅く設定され、且つ、破線で
示す残響波形S2のように、残響終了時刻が変動するこ
とを見越して、余裕を持たせて設定される。
第5図(b)〜(d)は本発明の動作説明図である。
まず、超音波振動子1のQ値が小さい場合には、第5図
(b)に示すように、残響終了時刻Tbが早くなる。そ
こで、受波時刻設定部73では、Q値検出部72で検出
されたQ値が小さいことがら受波時刻tbを早く設定す
る。これにより、受波時刻t0で受波ゲートGを開く場
合に比べると、より近距離の物体の有無をも検知するこ
とが可能となる。
次に、超音波振動子1のQ値が大きい場合には、第5図
(c)に示すように、残響終了時刻Tcが遅くなる。し
かしながら、出力音圧Pcが大きくなるので、受波利得
設定部6では、Q値検出部72で検出されたQ値が大き
いことから受波利得を小さく設定する。これにより、第
5図(d)に示すように、実質的な残響終了時刻Tdは
早くなる。そこで、受波時刻設定部73では受波時刻t
cを残響終了時刻Tdに合わせて早く設定する。これに
より、受波時刻t0で受波ゲートを開く場合に比べると
、より近距離の物体の有無をも検知することが可能とな
る。
[発明の効果] 本発明では、上述のように、超音波パルスを送波し、物
体からの反射波を受波することで物体の有無を検知する
超音波センサにおいて、超音波振動子のQ値に応じて受
波時刻や受波利得を設定するようにしたから、超音波振
動子の残響終了時刻や出力音圧に応じて受波時刻を可能
な限り早く設定することができ、したがって、近距離の
物体検知能力が改善されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は同上
に用いるQ値検出部の動作説明図、第3図は超音波振動
子のQ値と残響終了時刻の関係を示す図、第4図は超音
波振動子のQ値と出力音圧の関係を示す図、第5図(a
)は従来例の動作説明図、第5図(b)乃至(d)は本
発明の動作説明図である。 1は超音波振動子、2は送波部、3は受波増幅部、4は
受波検波部、5は受波比較部、6は受波利得設定部、7
は制御部、8は増幅部、9は検波部、10は第1の比較
部、11は第2の比較部、12は時間幅検出部、71は
発振部、72はQ値検出部、73は受波時刻設定部、7
4は受波判断部である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波パルスを送波し、物体からの反射波を受波
    することで物体の有無を検知する超音波センサにおいて
    、超音波振動子のQ値を検出するQ値検出部と、検出さ
    れたQ値に応じて受波時刻を設定する受波時刻設定部と
    を設けたことを特徴とする超音波センサ。
  2. (2)超音波パルスを送波し、物体からの反射波を受波
    することで物体の有無を検知する超音波センサにおいて
    、超音波振動子のQ値を検出するQ値検出部と、検出さ
    れたQ値に応じて受波利得を設定する受波利得設定部と
    を設けたことを特徴とする超音波センサ。
JP2198175A 1990-07-25 1990-07-25 超音波センサ Pending JPH0483192A (ja)

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JP2198175A JPH0483192A (ja) 1990-07-25 1990-07-25 超音波センサ

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JP2198175A JPH0483192A (ja) 1990-07-25 1990-07-25 超音波センサ

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ID=16386724

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JP2198175A Pending JPH0483192A (ja) 1990-07-25 1990-07-25 超音波センサ

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JP (1) JPH0483192A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008170306A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Mitsubishi Electric Corp 測距センサの評価方法
JP2014115255A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Panasonic Corp 超音波センサ

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