JPH05107348A - 超音波センサに於ける送信子駆動方法 - Google Patents
超音波センサに於ける送信子駆動方法Info
- Publication number
- JPH05107348A JPH05107348A JP20660391A JP20660391A JPH05107348A JP H05107348 A JPH05107348 A JP H05107348A JP 20660391 A JP20660391 A JP 20660391A JP 20660391 A JP20660391 A JP 20660391A JP H05107348 A JPH05107348 A JP H05107348A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmitter
- frequency
- ultrasonic
- ultrasonic transmitter
- maximum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波送信子の出力を物体に照射したとき定
在波の影響により対象物と送信子の距離によって物体面
上での受信感度は大きく変わる。本考案は、この受信感
度の変化を小さくするものである。 【構成】 超音波送信子の駆動周波数を超音波送信子の
共振周波数を中心に或る範囲で掃引する。超音波を受信
する受信部では周波数が掃引される単位時間内の最大受
信レベルを促える。
在波の影響により対象物と送信子の距離によって物体面
上での受信感度は大きく変わる。本考案は、この受信感
度の変化を小さくするものである。 【構成】 超音波送信子の駆動周波数を超音波送信子の
共振周波数を中心に或る範囲で掃引する。超音波を受信
する受信部では周波数が掃引される単位時間内の最大受
信レベルを促える。
Description
【００１】
【産業上の利用分野】 本考案は超音波センサに関わる
ものである
ものである
【００２】
【従来の技術】 従来は超音波送信子を固定周波数、例
えば共振周波数で駆動していた
えば共振周波数で駆動していた
【００３】
【考案が解決しようとする課題】 超音波送信子を固定
の周波数で駆動し対象物に照射した場合、対象物との距
離により対象物上での受信感度は変化する。これは反射
波による定在波の影響によるものである。超音波の波長
をλとするときλ／４毎に最大・最小感度を繰り返す・
この現象は送信子の指向性が良好であれば顕著になり最
大・最小の比は２０倍以上となる事もある。対象物によ
る反射・透過により何らかの判定をする場合にこの定在
波の影響がこのように２０倍程もあれば判定に不具合を
もたらす。本考案は、この定在波の影響を小さくするも
のである
の周波数で駆動し対象物に照射した場合、対象物との距
離により対象物上での受信感度は変化する。これは反射
波による定在波の影響によるものである。超音波の波長
をλとするときλ／４毎に最大・最小感度を繰り返す・
この現象は送信子の指向性が良好であれば顕著になり最
大・最小の比は２０倍以上となる事もある。対象物によ
る反射・透過により何らかの判定をする場合にこの定在
波の影響がこのように２０倍程もあれば判定に不具合を
もたらす。本考案は、この定在波の影響を小さくするも
のである
【００４】
【課題を解決するための手段】 定在波による影響は送
信子からの超音波が対象物から反射され送信子との間で
繰り返し反射される事により発生する。共振周波数、２
１０ｋＨｚで駆動される送信子の場合、音速が３４０ｍ
／ｓであれば波長λは１．６ｍｍである。従って対象物
上の受信感度は送信子と対象物との距離（ｄ）が０．４
ｍｍ移動する毎に最大・最小を繰り返す。ｄ＝５λのと
き、ｄ＝８ｍｍのとき最大感度を示しｄ＝５．２５λの
とき、ｄ＝８．４ｍｍのとき最小感度を示す。しかるに
ｄ＝８．４ｍｍのとき最大感度を得るためにはλ＝８．
４／５ｍｍ又は８．４／５．５ｍｍとなる周波数、つま
り２２３ｋＨｚ、又は２０２ｋＨｚで駆動する場合であ
る。つまり周波数を固定し送信子を駆動すれば距離によ
り感度が最小となる場合でも周波数を移動させる事によ
り同じ距離で感度を最大にする事が出来る。数式で表せ
ば任意の距離で最大感度を得る周波数をｆ１，ｆ２とす
れば次のようになる。 ｆ１＝ｎ・Ｖ／２ｄ・・・・・・・（式１） ｆ２＝（ｎ＋１）・Ｖ／２ｄ・・・（式２） （Ｖ：音速 ｎ：整数） ｆ１とｆ２が送信子の共振周波数ｆ０の上下になるよう
にする。（ｆ１＜ｆ０＜ｆ２） ここでｆ１／ｆ２＞９
５／１０５程度に収まれば周波数の変化による送信出力
変動，増幅特性変動は小さく無視しうる。前式により
ｎ＞９．５となるがｎは整数である為ｎ＝１０以上であ
れば条件を満す。具体的にはｆ０＝２１０ｋＨｚで駆動
する時ｄ＝８．４（ｍｍ）の距離で最小感度となるがｆ
１＝１９９ｋＨｚ，ｆ２＝２２０ｋＨｚの範囲で周波数
を掃引させる事により最大感度を得る事が出来る。
ｆ１，ｆ２はｆ０に対し±５％以内に入っている。周波
数の掃引と受信感度の関係は図１の通りである。ｄの値
により受信感度のピークと周波数の関係が変化している
事が良く分る。
信子からの超音波が対象物から反射され送信子との間で
繰り返し反射される事により発生する。共振周波数、２
１０ｋＨｚで駆動される送信子の場合、音速が３４０ｍ
／ｓであれば波長λは１．６ｍｍである。従って対象物
上の受信感度は送信子と対象物との距離（ｄ）が０．４
ｍｍ移動する毎に最大・最小を繰り返す。ｄ＝５λのと
き、ｄ＝８ｍｍのとき最大感度を示しｄ＝５．２５λの
とき、ｄ＝８．４ｍｍのとき最小感度を示す。しかるに
ｄ＝８．４ｍｍのとき最大感度を得るためにはλ＝８．
４／５ｍｍ又は８．４／５．５ｍｍとなる周波数、つま
り２２３ｋＨｚ、又は２０２ｋＨｚで駆動する場合であ
る。つまり周波数を固定し送信子を駆動すれば距離によ
り感度が最小となる場合でも周波数を移動させる事によ
り同じ距離で感度を最大にする事が出来る。数式で表せ
ば任意の距離で最大感度を得る周波数をｆ１，ｆ２とす
れば次のようになる。 ｆ１＝ｎ・Ｖ／２ｄ・・・・・・・（式１） ｆ２＝（ｎ＋１）・Ｖ／２ｄ・・・（式２） （Ｖ：音速 ｎ：整数） ｆ１とｆ２が送信子の共振周波数ｆ０の上下になるよう
にする。（ｆ１＜ｆ０＜ｆ２） ここでｆ１／ｆ２＞９
５／１０５程度に収まれば周波数の変化による送信出力
変動，増幅特性変動は小さく無視しうる。前式により
ｎ＞９．５となるがｎは整数である為ｎ＝１０以上であ
れば条件を満す。具体的にはｆ０＝２１０ｋＨｚで駆動
する時ｄ＝８．４（ｍｍ）の距離で最小感度となるがｆ
１＝１９９ｋＨｚ，ｆ２＝２２０ｋＨｚの範囲で周波数
を掃引させる事により最大感度を得る事が出来る。
ｆ１，ｆ２はｆ０に対し±５％以内に入っている。周波
数の掃引と受信感度の関係は図１の通りである。ｄの値
により受信感度のピークと周波数の関係が変化している
事が良く分る。
【００５】
【作用】 超音波送信子を駆動する周波数が一定範囲で
掃引される事により送信子から或る距離以上離れた位置
ではどの位置に於いても定在波による最大感度を得る事
が出来る。
掃引される事により送信子から或る距離以上離れた位置
ではどの位置に於いても定在波による最大感度を得る事
が出来る。
【００６】
【実施例】 本考案の実施例を図２，３に示す。図２に
於いてシート（１）の上下に送・受信子を置きシートに
より減衰された送信子からの超音波信号を受信子で受信
し受信レベルの高低で何らかの判断を行っている。図３
は回路部の実施例である。図３に於いて発振器（４）は
入力（５）に印加される電圧により周波数は変化する。
（５）に三角波信号（６）を印加すれば時間Ｔの間に周
波数は最大（ｆ１）から最小（ｆ２）へと変化する。送
信子の共振周波数（ｆ０）はｆ１とｆ２との間である。
（ｆ１＜ｆ０＜ｆ２）。一方、受信部では図１の様に受
信出力は変化している。受信信号処理部（７）では図１
のＴの間での受信信号の最大値を促える動作を行う。例
えば最大出力の値が必要な時はピーク保持動作，最大出
力があるレベルより高いか低いかが必要であればＴ内で
の設定レベル以上の信号の有無チェックで実行出来る。
於いてシート（１）の上下に送・受信子を置きシートに
より減衰された送信子からの超音波信号を受信子で受信
し受信レベルの高低で何らかの判断を行っている。図３
は回路部の実施例である。図３に於いて発振器（４）は
入力（５）に印加される電圧により周波数は変化する。
（５）に三角波信号（６）を印加すれば時間Ｔの間に周
波数は最大（ｆ１）から最小（ｆ２）へと変化する。送
信子の共振周波数（ｆ０）はｆ１とｆ２との間である。
（ｆ１＜ｆ０＜ｆ２）。一方、受信部では図１の様に受
信出力は変化している。受信信号処理部（７）では図１
のＴの間での受信信号の最大値を促える動作を行う。例
えば最大出力の値が必要な時はピーク保持動作，最大出
力があるレベルより高いか低いかが必要であればＴ内で
の設定レベル以上の信号の有無チェックで実行出来る。
【００７】
【発明の効果】 図２の様にシート（１）の上下に送・
受信子を置きシートで減衰された超音波信号のレベルで
何らかの判定を行うものとする。この時シートが受ける
送信子からの超音波信号レベルは送信子が固定周波数で
駆動されている場合定在波の影響によりシートと送信子
の距離により５〜１００程度の受信レベルのバラツキが
発生するが周波数を掃引する事により最大レベルを得る
事で９０〜１００程度の受信レベルのバラツキに抑える
事が出来る。従ってシート面での送信子からの超音波信
号の受信レベルのバラツキは約２０倍程度改善される。
受信子を置きシートで減衰された超音波信号のレベルで
何らかの判定を行うものとする。この時シートが受ける
送信子からの超音波信号レベルは送信子が固定周波数で
駆動されている場合定在波の影響によりシートと送信子
の距離により５〜１００程度の受信レベルのバラツキが
発生するが周波数を掃引する事により最大レベルを得る
事で９０〜１００程度の受信レベルのバラツキに抑える
事が出来る。従ってシート面での送信子からの超音波信
号の受信レベルのバラツキは約２０倍程度改善される。
【図１】 送信子を掃引された周波数で駆動した時の受
信出力
信出力
【図２】 実施例（１）
【図３】 実施例（２）
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波センサにおいて送信子に電気信号
を与えて駆動する時送信子の共振周波数近辺を一定の範
囲で掃引しながら駆動する方式
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20660391A JPH05107348A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 超音波センサに於ける送信子駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20660391A JPH05107348A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 超音波センサに於ける送信子駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05107348A true JPH05107348A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=16526127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20660391A Pending JPH05107348A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 超音波センサに於ける送信子駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05107348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010038680A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Nireco Corp | 超音波式厚み検出装置、及び、超音波式エッジ位置検出装置 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP20660391A patent/JPH05107348A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010038680A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Nireco Corp | 超音波式厚み検出装置、及び、超音波式エッジ位置検出装置 |
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