JPH06326669A - 超音波通信装置 - Google Patents
超音波通信装置Info
- Publication number
- JPH06326669A JPH06326669A JP5145320A JP14532093A JPH06326669A JP H06326669 A JPH06326669 A JP H06326669A JP 5145320 A JP5145320 A JP 5145320A JP 14532093 A JP14532093 A JP 14532093A JP H06326669 A JPH06326669 A JP H06326669A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- ultrasonic transducer
- pipe
- vibration
- signal
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 配管の管壁に超音波振動を伝搬させて
配管の任意の位置において通信を行なう超音波通信装置
の提供。 【構成】第1超音波通信装置10は、適宜の移動メカニ
ズムたとえば車輪駆動により移動する移動部14と情報
信号を変調、復調および信号処理するための超音波通信
回路8−1と超音波トランスデューサ1−1を管壁に最
適の力で押し付ける適宜のメカニズムからなる押圧部1
3−1と、電気信号を超音波振動に変換し、また超音波
振動を電気信号に変換を行なう超音波トランスデューサ
1−1と超音波トランスデューサ1−1により発生する
超音波振動を管壁に任意の状態で伝達する振動伝達体1
2−1からなる超音波通信装置の提供。
配管の任意の位置において通信を行なう超音波通信装置
の提供。 【構成】第1超音波通信装置10は、適宜の移動メカニ
ズムたとえば車輪駆動により移動する移動部14と情報
信号を変調、復調および信号処理するための超音波通信
回路8−1と超音波トランスデューサ1−1を管壁に最
適の力で押し付ける適宜のメカニズムからなる押圧部1
3−1と、電気信号を超音波振動に変換し、また超音波
振動を電気信号に変換を行なう超音波トランスデューサ
1−1と超音波トランスデューサ1−1により発生する
超音波振動を管壁に任意の状態で伝達する振動伝達体1
2−1からなる超音波通信装置の提供。
Description
【0001】
【産業用の利用分野】発電所などの配管内移動ロボット
の通信装置に関する。
の通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の超音波通信は、水中通信の利用が
主であり、配管等の壁面を通信媒体として用いた固体通
信例は、例えば特開平2−233−227150に示さ
れた装置が提案されている。しかし、本装置は、伝送路
である配管の外部に沿わしめて接続してある分岐線路と
その端部に通して取り付けてある電気−音響変換用の円
筒型超音波発生装置により構成され、送受信点間が固定
されている超音波通信装置である。
主であり、配管等の壁面を通信媒体として用いた固体通
信例は、例えば特開平2−233−227150に示さ
れた装置が提案されている。しかし、本装置は、伝送路
である配管の外部に沿わしめて接続してある分岐線路と
その端部に通して取り付けてある電気−音響変換用の円
筒型超音波発生装置により構成され、送受信点間が固定
されている超音波通信装置である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、配管の外部における固定位置間の通信を
目的としたものには利用できるが配管の任意の位置にお
ける配管外部との通信や配管を移動する移動体の通信方
法には利用できないという問題点を有していた。
うな構成では、配管の外部における固定位置間の通信を
目的としたものには利用できるが配管の任意の位置にお
ける配管外部との通信や配管を移動する移動体の通信方
法には利用できないという問題点を有していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の超音波通信装置は、構造体の固体媒体中に
超音波振動を伝搬させて通信を行なうものであって、電
気信号を超音波振動に変換し、また超音波振動を電気信
号に変換する超音波トランスデューサと、該超音波トラ
ンスデューサを前記固体媒体中に適宜の力で押し付ける
押圧手段と、種々の情報信号を管壁に伝搬させる超音波
振動形式に変調し、前記超音波トランスデューサを駆動
する超音波トラシスデューサ駆動手段と、前記振動媒体
により伝搬される超音波振動を前記超音波トランスデュ
ーサが受信し変換した前記電気信号を増幅する増幅手段
と、該増幅手段により増幅された増幅信号を補正処理す
る信号処理手段と、該信号処理手段により補正処理され
た該補正信号を情報信号に復調する復調手段とを具備す
ることを第1の特徴とする。
めに本発明の超音波通信装置は、構造体の固体媒体中に
超音波振動を伝搬させて通信を行なうものであって、電
気信号を超音波振動に変換し、また超音波振動を電気信
号に変換する超音波トランスデューサと、該超音波トラ
ンスデューサを前記固体媒体中に適宜の力で押し付ける
押圧手段と、種々の情報信号を管壁に伝搬させる超音波
振動形式に変調し、前記超音波トランスデューサを駆動
する超音波トラシスデューサ駆動手段と、前記振動媒体
により伝搬される超音波振動を前記超音波トランスデュ
ーサが受信し変換した前記電気信号を増幅する増幅手段
と、該増幅手段により増幅された増幅信号を補正処理す
る信号処理手段と、該信号処理手段により補正処理され
た該補正信号を情報信号に復調する復調手段とを具備す
ることを第1の特徴とする。
【0005】また本発明は、構造体の固体媒体中に超音
波振動を伝搬させて通信を行なうものであって、適宜の
移動メカニズムにより前記構造体をガイドとし、移動す
ることができる移動部を付加したことを第2の特徴とす
る。
波振動を伝搬させて通信を行なうものであって、適宜の
移動メカニズムにより前記構造体をガイドとし、移動す
ることができる移動部を付加したことを第2の特徴とす
る。
【0006】また、本発明は、超音波トランスデューサ
により発生する超音波振動を前記構造体の固体媒体中に
任意の状態で伝達する振動伝達体を設けたことを第3の
特徴とする。
により発生する超音波振動を前記構造体の固体媒体中に
任意の状態で伝達する振動伝達体を設けたことを第3の
特徴とする。
【0007】
【作用】本発明は、超音波発生装置を構造体の固体媒体
たとえば配管の内壁に固定することなく押し当てること
により移動体が配管内等を移動しながら通信することを
可能とした。
たとえば配管の内壁に固定することなく押し当てること
により移動体が配管内等を移動しながら通信することを
可能とした。
【0008】
【実施例】以下本発明の第1の実施例の超音波通信装置
について、図1および図2にもとずき説明する。図1お
よび図2は超音波通信装置を示すものである。1−1
は、例えば圧電材料からなり、圧電効果および逆圧電効
果により電気信号を超音波振動に変換し、また超音波振
動を電気信号に変換を行なう超音波トランスデューサで
ある。2は、たとえばトランジスタ等の半導体によって
構成され変調部3で変調された情報信号を増幅し、超音
波トランスデューサ1−1を駆動する電気信号増幅器か
らなる送信駆動部である。3は、情報信号入出力部7か
ら出力される情報信号を管壁に伝搬させるための超音波
振動形式に変調するたとえばトランジスタ等の半導体に
よって構成される変調回路からなる変調部である。4
は、たとえばトランジスタ等の半導体によって構成され
超音波トラシスデューサ1−1により変換された電気信
号を増幅する微少電気信号増幅器からなる受信増幅部で
ある。5は、たとえば管壁を伝達してきたことにより受
けた超音波振動の歪み等を含む受信幅部4で増幅された
電気信号を電気的に構成されたフィルタにより補正する
回路からなる信号処理部である。6は、信号処理部5で
補正された電気信号を情報信号に復調するたとえばトラ
ンジスタ等の半導体によって構成される回路からなる復
調部である。7は、超音波通信回路8−1と外部の情報
機器とで、たとえば駆動情報および各種のセンサ情報等
を入出力するための回路からなる情報信号入出力部であ
る。なお20は、上記超音波トランスデューサ1−1の
振動伝達21をその超音波振動を構造体の固体媒体中た
とえば配管の管壁に伝達するのに最適な適宜の押圧力で
押圧するための押圧部を示す。この押圧部20は、第2
図に示すようにリニアアクチュエータたとえば電磁ソレ
ノイド25からなり押圧プランジャ22の先端と、前記
超音波トラシスデューサ1−1が連接されている。この
押圧部20の電磁力を任意変更することにより振動伝達
部21は最適な押圧力で管壁9に押圧される。上記押圧
部20および超音波通信回路8−1はボディー24に収
納されている。このボディー24には適宜の手段により
吸着する吸着部23が設けられており、管壁9の任意の
箇所に固定させることができる。以上の様に構成された
超音波通信装置100について、以下にその電気的動作
を説明する。まずたとえば各種のセンサ情報等の送信つ
いて説明する。情報信号入出部7から入力された適宜の
各種センサ等からの情報信号は、構造体の固体媒体中た
とえば配管の管壁9に伝搬させるため変調部3により、
超音波振動形式の電気信号に変調される。次にこの変調
された電気信号は、送信駆動部2によって、配管壁面に
超音波振動を伝搬させるために必要な振幅まで増幅さ
れ、超音波トラシスデューサ1−1を駆動する。超音波
トランスデューサ1−1は送信駆動部2により増幅され
た電気信号を超音波振動に変換し、管壁9との接触部か
らその超音波振動を管壁9に伝搬させる。このことより
各種の情報を管壁9を媒体として送信できる。次に受信
の動作について説明する。配管の管壁9を伝搬してきた
超音波振動は、超音波トランスデューサ1−1により超
音波振動から電気信号に変換される。変換された電気信
号は、受信増幅部4によって増幅され、信号処理5によ
って、管壁を伝達してきたことにより受けた超音波振動
の歪み等がフィルタにより、補正され、復調回路6によ
り駆動情報等の情報信号に復調される。このことによ
り、各種の情報を管壁9を媒体として受信できる。上述
の超音波通信装置100を少なくとも2個用いることに
より、任意の位置において情報の送受信が行なえる。
について、図1および図2にもとずき説明する。図1お
よび図2は超音波通信装置を示すものである。1−1
は、例えば圧電材料からなり、圧電効果および逆圧電効
果により電気信号を超音波振動に変換し、また超音波振
動を電気信号に変換を行なう超音波トランスデューサで
ある。2は、たとえばトランジスタ等の半導体によって
構成され変調部3で変調された情報信号を増幅し、超音
波トランスデューサ1−1を駆動する電気信号増幅器か
らなる送信駆動部である。3は、情報信号入出力部7か
ら出力される情報信号を管壁に伝搬させるための超音波
振動形式に変調するたとえばトランジスタ等の半導体に
よって構成される変調回路からなる変調部である。4
は、たとえばトランジスタ等の半導体によって構成され
超音波トラシスデューサ1−1により変換された電気信
号を増幅する微少電気信号増幅器からなる受信増幅部で
ある。5は、たとえば管壁を伝達してきたことにより受
けた超音波振動の歪み等を含む受信幅部4で増幅された
電気信号を電気的に構成されたフィルタにより補正する
回路からなる信号処理部である。6は、信号処理部5で
補正された電気信号を情報信号に復調するたとえばトラ
ンジスタ等の半導体によって構成される回路からなる復
調部である。7は、超音波通信回路8−1と外部の情報
機器とで、たとえば駆動情報および各種のセンサ情報等
を入出力するための回路からなる情報信号入出力部であ
る。なお20は、上記超音波トランスデューサ1−1の
振動伝達21をその超音波振動を構造体の固体媒体中た
とえば配管の管壁に伝達するのに最適な適宜の押圧力で
押圧するための押圧部を示す。この押圧部20は、第2
図に示すようにリニアアクチュエータたとえば電磁ソレ
ノイド25からなり押圧プランジャ22の先端と、前記
超音波トラシスデューサ1−1が連接されている。この
押圧部20の電磁力を任意変更することにより振動伝達
部21は最適な押圧力で管壁9に押圧される。上記押圧
部20および超音波通信回路8−1はボディー24に収
納されている。このボディー24には適宜の手段により
吸着する吸着部23が設けられており、管壁9の任意の
箇所に固定させることができる。以上の様に構成された
超音波通信装置100について、以下にその電気的動作
を説明する。まずたとえば各種のセンサ情報等の送信つ
いて説明する。情報信号入出部7から入力された適宜の
各種センサ等からの情報信号は、構造体の固体媒体中た
とえば配管の管壁9に伝搬させるため変調部3により、
超音波振動形式の電気信号に変調される。次にこの変調
された電気信号は、送信駆動部2によって、配管壁面に
超音波振動を伝搬させるために必要な振幅まで増幅さ
れ、超音波トラシスデューサ1−1を駆動する。超音波
トランスデューサ1−1は送信駆動部2により増幅され
た電気信号を超音波振動に変換し、管壁9との接触部か
らその超音波振動を管壁9に伝搬させる。このことより
各種の情報を管壁9を媒体として送信できる。次に受信
の動作について説明する。配管の管壁9を伝搬してきた
超音波振動は、超音波トランスデューサ1−1により超
音波振動から電気信号に変換される。変換された電気信
号は、受信増幅部4によって増幅され、信号処理5によ
って、管壁を伝達してきたことにより受けた超音波振動
の歪み等がフィルタにより、補正され、復調回路6によ
り駆動情報等の情報信号に復調される。このことによ
り、各種の情報を管壁9を媒体として受信できる。上述
の超音波通信装置100を少なくとも2個用いることに
より、任意の位置において情報の送受信が行なえる。
【0009】第3図は、第2実施例である。第1超音波
通信装置10は、適宜の移動メカニズムたとえば車輪駆
動により移動する移動部14と第1実施例で説明した超
音波通信回路8−1と超音波トランスデューサ1−1を
管壁に最適の力で押し付ける適宜のメカニズムからなる
押圧部13−1と、電気信号を超音波振動に変換し、ま
た超音波振動を電気信号に変換を行なう超音波トランス
デューサ1−1とからなる。また、超音波トランスデュ
ーサ1−1には、発生する超音波振動を管壁に任意の状
態で伝達するたとえば、超音波振動の入射角や接触部の
形状を最適にするための振動伝達体12−1が取り付け
られてる。 また、外部に設置される第2超音波通信装
置11は、前記の超音波通信回路8−1と同一構成から
なる超音波通信回路8−2と、電気信号を超音波振動に
変換し、また超音波振動を電気信号に変換を行なう超音
波トランスデューサ1−2と、超音波トランスデューサ
1−2により発生する超音波振動を管壁に任意の状態で
伝達する振動伝達体12−2と、その超音波トランスデ
ューサ1−2を管壁に適宜の力で押し付ける押圧装置1
3−2から構成される。また配管9は、超音波振動を伝
える通信媒体である。なお上記第1超音波通信装置10
には適宜の情報を収集するためのセンサ等を搭載しても
よいことはいうまでもない。次にその動作を説明する。
配管9の内部を移動する第1超音波通信装置10には当
該超音波通信回路8−1が搭載され、第1超音波通信装
置10から送信される情報信号は、第1実施例で説明し
たのと同様に超音波通信回路8−1により超音波振動形
式に変換される。この信号は、超音波トランスデューサ
1−1によって電気信号から超音波振動に変換され配管
の管壁9に適宜の力で押し付ける押圧部13−1によっ
て押し付けられた振動伝達体12−1により超音波振動
として管壁に伝達される。配管を伝達してきた該超音波
振動は、配管の管壁に適宜の力で押し付ける押圧装置1
3−2によって管壁に押えつけられた振動伝達体12−
2により、超音波トランスデューサ1−2に該超音波振
動が伝達され、超音波トランスデューサ1−2によって
超音波振動から電気信号変換され超音波通信回路8−1
と同様な構成の配管の外部に設置される超音波通信回路
8−2によって、情報信号に復調される。なお配管の外
部に装置される第2超音波通信装置11の振動伝達体1
2−2は、配管の内部に限らず外部に設置することも可
能であるし、超音波振動を管壁へ伝達する方法として、
必ずしも振動伝達体12−1を使用する必要はなく、超
音波トランスデューサ1−1を直接配管に押し当てても
よい。また、上記と同様な方法により、外部より第1超
音波通信装置10へ情報伝送を行なうことができる。ま
た、複数台の第1超音波通信装置10を用いることによ
りに、複数台間で通信を行なうことが可能であるという
ことは、いうまでもない。
通信装置10は、適宜の移動メカニズムたとえば車輪駆
動により移動する移動部14と第1実施例で説明した超
音波通信回路8−1と超音波トランスデューサ1−1を
管壁に最適の力で押し付ける適宜のメカニズムからなる
押圧部13−1と、電気信号を超音波振動に変換し、ま
た超音波振動を電気信号に変換を行なう超音波トランス
デューサ1−1とからなる。また、超音波トランスデュ
ーサ1−1には、発生する超音波振動を管壁に任意の状
態で伝達するたとえば、超音波振動の入射角や接触部の
形状を最適にするための振動伝達体12−1が取り付け
られてる。 また、外部に設置される第2超音波通信装
置11は、前記の超音波通信回路8−1と同一構成から
なる超音波通信回路8−2と、電気信号を超音波振動に
変換し、また超音波振動を電気信号に変換を行なう超音
波トランスデューサ1−2と、超音波トランスデューサ
1−2により発生する超音波振動を管壁に任意の状態で
伝達する振動伝達体12−2と、その超音波トランスデ
ューサ1−2を管壁に適宜の力で押し付ける押圧装置1
3−2から構成される。また配管9は、超音波振動を伝
える通信媒体である。なお上記第1超音波通信装置10
には適宜の情報を収集するためのセンサ等を搭載しても
よいことはいうまでもない。次にその動作を説明する。
配管9の内部を移動する第1超音波通信装置10には当
該超音波通信回路8−1が搭載され、第1超音波通信装
置10から送信される情報信号は、第1実施例で説明し
たのと同様に超音波通信回路8−1により超音波振動形
式に変換される。この信号は、超音波トランスデューサ
1−1によって電気信号から超音波振動に変換され配管
の管壁9に適宜の力で押し付ける押圧部13−1によっ
て押し付けられた振動伝達体12−1により超音波振動
として管壁に伝達される。配管を伝達してきた該超音波
振動は、配管の管壁に適宜の力で押し付ける押圧装置1
3−2によって管壁に押えつけられた振動伝達体12−
2により、超音波トランスデューサ1−2に該超音波振
動が伝達され、超音波トランスデューサ1−2によって
超音波振動から電気信号変換され超音波通信回路8−1
と同様な構成の配管の外部に設置される超音波通信回路
8−2によって、情報信号に復調される。なお配管の外
部に装置される第2超音波通信装置11の振動伝達体1
2−2は、配管の内部に限らず外部に設置することも可
能であるし、超音波振動を管壁へ伝達する方法として、
必ずしも振動伝達体12−1を使用する必要はなく、超
音波トランスデューサ1−1を直接配管に押し当てても
よい。また、上記と同様な方法により、外部より第1超
音波通信装置10へ情報伝送を行なうことができる。ま
た、複数台の第1超音波通信装置10を用いることによ
りに、複数台間で通信を行なうことが可能であるという
ことは、いうまでもない。
【00010】
【発明の効果】以上詳述したように第1請求項、第2請
求項および第3請求項にかかる超音波通信装置により配
管の壁面を通信媒体とすることにより新たに通信のため
に伝送路を敷設する必要がなくなる。また有線での通信
は、ケーブルでつながっているため送受信間の位置が制
限されるが壁面を使用した通信では振動子が壁面に接触
していれば通信が可能であり、当該通信装置を搭載する
配管内移動体は、配管内のいずれの位置においても通信
が可能であり移動体の移動に対する自由度が増す。
求項および第3請求項にかかる超音波通信装置により配
管の壁面を通信媒体とすることにより新たに通信のため
に伝送路を敷設する必要がなくなる。また有線での通信
は、ケーブルでつながっているため送受信間の位置が制
限されるが壁面を使用した通信では振動子が壁面に接触
していれば通信が可能であり、当該通信装置を搭載する
配管内移動体は、配管内のいずれの位置においても通信
が可能であり移動体の移動に対する自由度が増す。
【00011】
【図1】本発明の実施例における超音波通信装置の電気
回路ブロック図である。
回路ブロック図である。
【図2】本発明の実施例における超音波通信装置を配管
内移動体に搭載した図である。
内移動体に搭載した図である。
【図3】本発明の実施例における超音波通信装置の押圧
部の図である。
部の図である。
1−1、1−2 超音波トランスデューサ、2 送信駆
動部、3 変調部、4受信増幅部、5 信号処理部、6
復調部、7 情報信号入出力部、8−1、8−2 超
音波通信回路、9 管壁、10 第1超音波通信装置、
11 第2超音波通信装置、12−1、12−2 振動
伝達体、13−1、13−2 押圧装置、14 移動
部、20 押圧部、21 振動伝達部22 押圧プラン
ジャ、23吸着部、24 ボディー、25 ソレノイド
100 超音波通信装置
動部、3 変調部、4受信増幅部、5 信号処理部、6
復調部、7 情報信号入出力部、8−1、8−2 超
音波通信回路、9 管壁、10 第1超音波通信装置、
11 第2超音波通信装置、12−1、12−2 振動
伝達体、13−1、13−2 押圧装置、14 移動
部、20 押圧部、21 振動伝達部22 押圧プラン
ジャ、23吸着部、24 ボディー、25 ソレノイド
100 超音波通信装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 照幸 愛知県名古屋市中区栄2丁目3番1号 株 式会社メイテック内
Claims (3)
- 【請求項1】 構造体の固体媒体中に超音波振動
を伝搬させて通信を行なうものであって、電気信号を超
音波振動に変換し、また超音波振動を電気信号に変換す
る超音波トランスデューサと、該超音波トランスデュー
サを前記固体媒体中に適宜の力で押し付ける押圧手段
と、種々の情報信号を管壁に伝搬させる超音波振動形式
に変調し、前記超音波トランスデューサを駆動する超音
波トランスデューサ駆動手段と、前記振動媒体により伝
搬される超音波振動を前記超音波トランスデューサが受
信し変換した前記電気信号を増幅する増幅手段と、該増
幅手段により増幅された増幅信号を補正処理する信号処
理手段と、該信号処理手段により補正処理された該補正
信号を情報信号に復調する復調手段とを具備することを
特徴とする超音波通信装置。 - 【請求項2】 適宜の移動メカニズムにより前記
構造体をガイドとし、移動することができる移動部を付
加したことを特徴とする請求項1記載の超音波通信装
置。 - 【請求項3】 前記超音波トランスデューサによ
り発生する超音波振動を前記構造体の固体媒体中に任意
の状態で伝達する振動伝達体を設けたことを特徴とする
請求項1記載の超音波通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5145320A JPH06326669A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 超音波通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5145320A JPH06326669A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 超音波通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06326669A true JPH06326669A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=15382439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5145320A Pending JPH06326669A (ja) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | 超音波通信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06326669A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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