JPH07140242A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
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- JPH07140242A JPH07140242A JP28531993A JP28531993A JPH07140242A JP H07140242 A JPH07140242 A JP H07140242A JP 28531993 A JP28531993 A JP 28531993A JP 28531993 A JP28531993 A JP 28531993A JP H07140242 A JPH07140242 A JP H07140242A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】異常の度合いを知ることを可能とする。
【構成】診断信号発生部５１から周波数をスイープさせ
て診断信号を超音波振動子１に加える。その際の診断信
号の変化の極小点及び極大点を周波数検出部５２で求め
る。この周波数検出部５２が極小点及び極大点の周波数
を共周波数及び反共振周波数として出力する。比較判定
部５３が、周波数検出部５２で検出された共振周波数と
反共振周波数の超音波振動子１の正常時とのずれ具合か
ら異常の度合いを判別する。例えば表示器などでその異
常の度合いを表示させることにより、使用者に知らせる
ことを可能とする。
て診断信号を超音波振動子１に加える。その際の診断信
号の変化の極小点及び極大点を周波数検出部５２で求め
る。この周波数検出部５２が極小点及び極大点の周波数
を共周波数及び反共振周波数として出力する。比較判定
部５３が、周波数検出部５２で検出された共振周波数と
反共振周波数の超音波振動子１の正常時とのずれ具合か
ら異常の度合いを判別する。例えば表示器などでその異
常の度合いを表示させることにより、使用者に知らせる
ことを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体のパルスを送波す
ると共に、その送波された超音波パルスの物体による反
射波を受波し、物体の有無を検知する超音波センサに関
し、特に異常を自己診断する機能を有する超音波センサ
に関するものである。
ると共に、その送波された超音波パルスの物体による反
射波を受波し、物体の有無を検知する超音波センサに関
し、特に異常を自己診断する機能を有する超音波センサ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波センサは、超音波パルスを送波す
ると共に、その送波された超音波パルスの物体による反
射波を受波し、反射波の有無により物体の有無を検知す
る物体検知装置や、超音波パルスの送波時点から反射波
が受波されるまで要する時間から物体までの距離を測定
する測距装置などで用いられている。なお、超音波パル
スの送波時点から反射波が受波されるまで要する時間か
ら物体までの距離を測定し、予め設定された距離範囲内
（検知エリア内）に存在する物体のみを検知する物体検
知装置もある。
ると共に、その送波された超音波パルスの物体による反
射波を受波し、反射波の有無により物体の有無を検知す
る物体検知装置や、超音波パルスの送波時点から反射波
が受波されるまで要する時間から物体までの距離を測定
する測距装置などで用いられている。なお、超音波パル
スの送波時点から反射波が受波されるまで要する時間か
ら物体までの距離を測定し、予め設定された距離範囲内
（検知エリア内）に存在する物体のみを検知する物体検
知装置もある。
【０００３】この種の超音波センサでは、異物付着ある
いは凍結などによる超音波振動子の異常を検知するもの
が従来より提供されている。例えば、特開平４−３６３
９９８号では、超音波振動子の残響振動の共振周波数を
検出し、その共振周波数から超音波振動子の異常を検出
するようにしてある。すなわち、上述のような異常があ
ると、超音波振動子の残響振動の共振周波数が所定の周
波数範囲からずれる。そこで、この現象が生じたときに
超音波振動子に異常があると判別するようにしてある。
また、実開昭６３−８７５７９号では、残響振動の周波
数を測定し、その周波数が所定範囲外にずれた場合に、
超音波振動子１に異常があると判別するようにしてあ
る。さらに、残響振動の継続時間やインピーダンス変
化、あるいは直接波または反射波の有無から超音波振動
子の異常を検出するものもある。
いは凍結などによる超音波振動子の異常を検知するもの
が従来より提供されている。例えば、特開平４−３６３
９９８号では、超音波振動子の残響振動の共振周波数を
検出し、その共振周波数から超音波振動子の異常を検出
するようにしてある。すなわち、上述のような異常があ
ると、超音波振動子の残響振動の共振周波数が所定の周
波数範囲からずれる。そこで、この現象が生じたときに
超音波振動子に異常があると判別するようにしてある。
また、実開昭６３−８７５７９号では、残響振動の周波
数を測定し、その周波数が所定範囲外にずれた場合に、
超音波振動子１に異常があると判別するようにしてあ
る。さらに、残響振動の継続時間やインピーダンス変
化、あるいは直接波または反射波の有無から超音波振動
子の異常を検出するものもある。
【０００４】なお、上記異物付着とは、超音波センサが
屋外で使用される場合に泥などが付着することを意味
し、凍結とは超音波振動子に結露などにより付着した水
分が凍ることを意味する。
屋外で使用される場合に泥などが付着することを意味
し、凍結とは超音波振動子に結露などにより付着した水
分が凍ることを意味する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のこの
種の超音波センサでは、検知動作ができなくなった状態
で、初めて異常であることを知ることができる構成にな
っており、その異常状態になる前に、例えばやや異常な
状態などを知るということはできないものであった。
種の超音波センサでは、検知動作ができなくなった状態
で、初めて異常であることを知ることができる構成にな
っており、その異常状態になる前に、例えばやや異常な
状態などを知るということはできないものであった。
【０００６】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、異常の具合を知ること
ができる超音波センサを提供することにある。
あり、その目的とするところは、異常の具合を知ること
ができる超音波センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、超音波振動子の共振周波数及び
反共振周波数を検出する周波数検出手段と、この周波数
検出手段で検出された共振周波数及び反共振周波数の正
常時の共振周波数及び反共振周波数のずれ具合から異常
の度合いを判別する異常判別手段を備えている。
目的を達成するために、超音波振動子の共振周波数及び
反共振周波数を検出する周波数検出手段と、この周波数
検出手段で検出された共振周波数及び反共振周波数の正
常時の共振周波数及び反共振周波数のずれ具合から異常
の度合いを判別する異常判別手段を備えている。
【０００８】なお、請求項２に示すように、上記異常判
別手段は共振周波数及び反共振周波数のずれ具合を段階
的に判別して異常の度合いを判別するようにすればよ
い。請求項３の発明は、上記目的を達成するために、超
音波振動子の共振時及び反共振時のインピーダンスを検
出するインピーダンス検出手段と、このインピーダンス
検出手段で検出された共振時及び反共振時のインピーダ
ンスの正常時の共振時及び反共振時のインピーダンスか
らの変化状態から異常の度合いを判別する異常判別手段
を備えている。
別手段は共振周波数及び反共振周波数のずれ具合を段階
的に判別して異常の度合いを判別するようにすればよ
い。請求項３の発明は、上記目的を達成するために、超
音波振動子の共振時及び反共振時のインピーダンスを検
出するインピーダンス検出手段と、このインピーダンス
検出手段で検出された共振時及び反共振時のインピーダ
ンスの正常時の共振時及び反共振時のインピーダンスか
らの変化状態から異常の度合いを判別する異常判別手段
を備えている。
【０００９】なお、請求項４に示すように、上記異常判
別手段が共振時及び反共振時のインピーダンスからの変
化状態を段階的に判別して異常の度合いを判別するよう
にすればよい。
別手段が共振時及び反共振時のインピーダンスからの変
化状態を段階的に判別して異常の度合いを判別するよう
にすればよい。
【００１０】
【作用】請求項１の発明は、上述のように構成すること
により、超音波振動子の共振周波数及び反共振周波数か
ら異常の度合いを超音波センサが自己診断できるように
し、例えば表示器などでその異常の度合いを表示させる
ことにより、使用者に知らせることができるようにす
る。
により、超音波振動子の共振周波数及び反共振周波数か
ら異常の度合いを超音波センサが自己診断できるように
し、例えば表示器などでその異常の度合いを表示させる
ことにより、使用者に知らせることができるようにす
る。
【００１１】請求項３の発明は、超音波振動子の共振時
及び反共振時のインピーダンス変化から超音波センサが
自己診断できるようにし、請求項１の発明と同様にし
て、例えば表示器などでその異常の度合いを表示させる
ことにより、使用者に知らせることができるようにす
る。
及び反共振時のインピーダンス変化から超音波センサが
自己診断できるようにし、請求項１の発明と同様にし
て、例えば表示器などでその異常の度合いを表示させる
ことにより、使用者に知らせることができるようにす
る。
【００１２】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。この超音波
センサでは、超音波振動子１を送受波用として兼用して
あり、超音波振動子１から超音波パルスを送波させる送
波部２と、超音波振動子１の受波出力から上記超音波パ
ルスの物体による反射波を検知する受波部３と、送波部
２の駆動制御を行うと共に受波部３の受波出力から物体
の有無あるいは物体までの距離を求める処理を行う信号
処理部４とで構成してある。上記送波部２は、信号処理
部４の制御の下で超音波振動子１の駆動信号を間欠的に
発生する発振部２２と、この発振部２２の出力を昇圧し
て超音波振動子１を駆動する昇圧部２１とで構成してあ
る。また、受波部３は、超音波振動子１の受波出力を増
幅する増幅部３１と、その増幅部３１の増幅出力を検波
すると共に波形整形する検波整形部３２とで構成してあ
る。
センサでは、超音波振動子１を送受波用として兼用して
あり、超音波振動子１から超音波パルスを送波させる送
波部２と、超音波振動子１の受波出力から上記超音波パ
ルスの物体による反射波を検知する受波部３と、送波部
２の駆動制御を行うと共に受波部３の受波出力から物体
の有無あるいは物体までの距離を求める処理を行う信号
処理部４とで構成してある。上記送波部２は、信号処理
部４の制御の下で超音波振動子１の駆動信号を間欠的に
発生する発振部２２と、この発振部２２の出力を昇圧し
て超音波振動子１を駆動する昇圧部２１とで構成してあ
る。また、受波部３は、超音波振動子１の受波出力を増
幅する増幅部３１と、その増幅部３１の増幅出力を検波
すると共に波形整形する検波整形部３２とで構成してあ
る。
【００１３】この超音波センサでは、超音波振動子１か
ら間欠的に超音波パルスを送波すると共に、その超音波
パルスの反射波を受波する。この超音波センサを物体検
知器装置として用いる場合には、受波部３で超音波パル
スの反射波が検知された場合に、信号処理部４が物体が
存在すると判断し、例えばブザーや表示器などの報知手
段を用いて、物体が存在することを報知する。また、測
距装置として用いられる超音波センサでは、超音波パル
スが送波された時点からその超音波パルスの物体による
反射波が受波された時点までに要する時間を計測し、そ
の計測時間から物体までの距離を測定する。さらに、測
距型の物体検知装置として用いられる超音波センサで
は、物体までの距離を測定し、その物体が予め設定して
ある所定領域内に存在する場合に物体が存在すると判断
する。但し、本発明では超音波センサの用途は特に問わ
ない。なお、以下の説明では物体検知装置として用いる
場合について説明する。
ら間欠的に超音波パルスを送波すると共に、その超音波
パルスの反射波を受波する。この超音波センサを物体検
知器装置として用いる場合には、受波部３で超音波パル
スの反射波が検知された場合に、信号処理部４が物体が
存在すると判断し、例えばブザーや表示器などの報知手
段を用いて、物体が存在することを報知する。また、測
距装置として用いられる超音波センサでは、超音波パル
スが送波された時点からその超音波パルスの物体による
反射波が受波された時点までに要する時間を計測し、そ
の計測時間から物体までの距離を測定する。さらに、測
距型の物体検知装置として用いられる超音波センサで
は、物体までの距離を測定し、その物体が予め設定して
ある所定領域内に存在する場合に物体が存在すると判断
する。但し、本発明では超音波センサの用途は特に問わ
ない。なお、以下の説明では物体検知装置として用いる
場合について説明する。
【００１４】本実施例では、上記構成に加えて、超音波
振動子１の異常を検出する異常検出部５を設けてある。
この異常検出部５では、超音波振動子１の共振周波数と
反共振周波数とを検出し、その場合の共振周波数及び反
共振周波数のずれから超音波振動子１の異常を判別す
る。具体的には、上記異常検出部５を、超音波振動子１
の異常検出時にその異常検出を行う診断信号を発生して
超音波振動子１に加える診断信号発生部５１と、この診
断信号の共振周波数及び反共振周波数を検知し夫々の周
波数に応じた電圧信号を出力する周波数検出部５２と、
この周波数検出部５２の出力を異常の度合いを示す判定
値と比較して超音波振動子１の異常の度合いを判定する
比較判定部５３とで構成してある。なお、超音波振動子
１と受信部３及び異常検出部５との間には、物体検出時
と超音波振動子１の異常を検出する診断時とで、超音波
振動子１の受波出力を受信部３及び周波数検出部５２に
切り換えて出力する切換部６を設けてある。また、この
超音波センサでは、異常検出部５の判断結果を表示する
表示部７を備え、この表示部７の表示制御を異常検出部
５の出力に応じて信号処理部４が行うようにしてある。
振動子１の異常を検出する異常検出部５を設けてある。
この異常検出部５では、超音波振動子１の共振周波数と
反共振周波数とを検出し、その場合の共振周波数及び反
共振周波数のずれから超音波振動子１の異常を判別す
る。具体的には、上記異常検出部５を、超音波振動子１
の異常検出時にその異常検出を行う診断信号を発生して
超音波振動子１に加える診断信号発生部５１と、この診
断信号の共振周波数及び反共振周波数を検知し夫々の周
波数に応じた電圧信号を出力する周波数検出部５２と、
この周波数検出部５２の出力を異常の度合いを示す判定
値と比較して超音波振動子１の異常の度合いを判定する
比較判定部５３とで構成してある。なお、超音波振動子
１と受信部３及び異常検出部５との間には、物体検出時
と超音波振動子１の異常を検出する診断時とで、超音波
振動子１の受波出力を受信部３及び周波数検出部５２に
切り換えて出力する切換部６を設けてある。また、この
超音波センサでは、異常検出部５の判断結果を表示する
表示部７を備え、この表示部７の表示制御を異常検出部
５の出力に応じて信号処理部４が行うようにしてある。
【００１５】上記異常検出部５の動作について説明す
る。異常検出を行うときには、超音波振動子１の出力を
周波数検出部５２に入力するように切換部６を切り換
え、診断信号発生部５１から周波数をスイープさせて診
断信号を超音波振動子１に加える。このとき、超音波振
動子１の振動に伴い影響を受けた診断信号が周波数検出
部５２に入力される。
る。異常検出を行うときには、超音波振動子１の出力を
周波数検出部５２に入力するように切換部６を切り換
え、診断信号発生部５１から周波数をスイープさせて診
断信号を超音波振動子１に加える。このとき、超音波振
動子１の振動に伴い影響を受けた診断信号が周波数検出
部５２に入力される。
【００１６】ここで、超音波振動子１が正常な場合に
は、診断信号の周波数の変化に応じて図２（ａ）に示す
ように超音波振動子１のインピーダンスが変化する。即
ち、診断信号の周波数が超音波振動子１の共振周波数Ｆ
ｒと一致したとき、超音波振動子１のインピーダンスは
極小値をとり、反共振周波数Ｆａと一致したとき、極大
値をとる。これに応じて、図３あるいは図４に示すよう
に、周波数検出部５２の入力電圧が変化する。なお、図
３（ａ）は診断信号の周波数が共振周波数Ｆｒよりも低
いときの周波数検出部５２の入力波形を示し、（ｂ）は
共振周波数Ｆｒと一致するときの入力波形、（ｃ）は共
振周波数Ｆｒよりも高いときの入力波形を示す。また、
図４（ａ）は診断信号の周波数が反共振周波数Ｆａより
も低いときの周波数検出部５２の入力波形を示し、
（ｂ）は反共振周波数Ｆａと一致するときの入力波形、
（ｃ）は反共振周波数Ｆａよりも高いときの入力波形を
示す。
は、診断信号の周波数の変化に応じて図２（ａ）に示す
ように超音波振動子１のインピーダンスが変化する。即
ち、診断信号の周波数が超音波振動子１の共振周波数Ｆ
ｒと一致したとき、超音波振動子１のインピーダンスは
極小値をとり、反共振周波数Ｆａと一致したとき、極大
値をとる。これに応じて、図３あるいは図４に示すよう
に、周波数検出部５２の入力電圧が変化する。なお、図
３（ａ）は診断信号の周波数が共振周波数Ｆｒよりも低
いときの周波数検出部５２の入力波形を示し、（ｂ）は
共振周波数Ｆｒと一致するときの入力波形、（ｃ）は共
振周波数Ｆｒよりも高いときの入力波形を示す。また、
図４（ａ）は診断信号の周波数が反共振周波数Ｆａより
も低いときの周波数検出部５２の入力波形を示し、
（ｂ）は反共振周波数Ｆａと一致するときの入力波形、
（ｃ）は反共振周波数Ｆａよりも高いときの入力波形を
示す。
【００１７】周波数検出部５２では、上記入力信号の正
のピークレベルを逐次比較し、極小及び極大となったこ
とを検出し、極小点及び極大点が検出されたときの入力
信号の周波数を電圧で示す信号（電圧信号）を出力す
る。つまりは、周波数検出部で５２では、極小点が検出
されたときの周波数を超音波振動子１の共振周波数Ｆｒ
であると認識すると共に、極大点が検出されたときの周
波数を反共振周波数Ｆａであると認識し、夫々の周波数
Ｆｒ，Ｆａに応じた電圧信号を出力する。
のピークレベルを逐次比較し、極小及び極大となったこ
とを検出し、極小点及び極大点が検出されたときの入力
信号の周波数を電圧で示す信号（電圧信号）を出力す
る。つまりは、周波数検出部で５２では、極小点が検出
されたときの周波数を超音波振動子１の共振周波数Ｆｒ
であると認識すると共に、極大点が検出されたときの周
波数を反共振周波数Ｆａであると認識し、夫々の周波数
Ｆｒ，Ｆａに応じた電圧信号を出力する。
【００１８】ところで、上述した図３（ａ）は、超音波
振動子１が正常である場合の超音波振動子１のインピー
ダンスの変化であったが、例えば僅かな異物が付着した
り、半凍結状態になったりした状態、すなわちやや異常
な状態では、図３（ｂ）に示すようにインピーダンスの
変化がなまる形になる。そして、これに伴って、共振周
波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａが正常な場合からずれ
る。具体的には、共振周波数Ｆｒは低くなり、反共振周
波数Ｆａが高くなる。さらに全面的に異物が付着した
り、完全に凍結したりした完全な異常状態では、図３
（ｃ）に示すように、インピーダンスの変化の極小及び
極大状態が検出されなくなる。ここで、正常、やや異
常、異常の状態に応じて超音波振動子１から出力される
超音波パルスの音圧レベルが変化する。具体的には、正
常、やや異常、異常の状態に応じて超音波振動子１から
出力される超音波パルスの音圧レベルが低下し、これに
より物体検知可能なエリアが図５に示すように狭くな
る。図５のイが正常時、ロがやや異常時、ハが異常時の
物体検知可能なエリアを示す。
振動子１が正常である場合の超音波振動子１のインピー
ダンスの変化であったが、例えば僅かな異物が付着した
り、半凍結状態になったりした状態、すなわちやや異常
な状態では、図３（ｂ）に示すようにインピーダンスの
変化がなまる形になる。そして、これに伴って、共振周
波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａが正常な場合からずれ
る。具体的には、共振周波数Ｆｒは低くなり、反共振周
波数Ｆａが高くなる。さらに全面的に異物が付着した
り、完全に凍結したりした完全な異常状態では、図３
（ｃ）に示すように、インピーダンスの変化の極小及び
極大状態が検出されなくなる。ここで、正常、やや異
常、異常の状態に応じて超音波振動子１から出力される
超音波パルスの音圧レベルが変化する。具体的には、正
常、やや異常、異常の状態に応じて超音波振動子１から
出力される超音波パルスの音圧レベルが低下し、これに
より物体検知可能なエリアが図５に示すように狭くな
る。図５のイが正常時、ロがやや異常時、ハが異常時の
物体検知可能なエリアを示す。
【００１９】この超音波振動子１から送波される超音波
パルスの音圧と共振周波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａの
ずれ（周波数検出部５２の出力電圧）との関係を、例え
ば実験的に予め求め、それに応じて比較判定部５３にお
ける異常度合いの判定基準を定めておく。このようにす
れば、比較判定部５３で周波数検出部５２の出力を上記
判断基準と比較することで、異常の度合いを判定でき
る。図６及び図７では、異常の度合いを、正常（図中の
イ）、やや異常（ロ）、異常（ハ）の３段階で判定する
場合を示す。即ち、周波数検出部５２の出力電圧が図６
及び図７で示すいずれの範囲イ〜ハにあるかを比較判定
部５３が判別することにより、超音波振動子１の異常度
合いを判定する。なお、３段階以上でさらに細かく異常
度合いを判定するようにしてもよいことは言うまでもな
い。
パルスの音圧と共振周波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａの
ずれ（周波数検出部５２の出力電圧）との関係を、例え
ば実験的に予め求め、それに応じて比較判定部５３にお
ける異常度合いの判定基準を定めておく。このようにす
れば、比較判定部５３で周波数検出部５２の出力を上記
判断基準と比較することで、異常の度合いを判定でき
る。図６及び図７では、異常の度合いを、正常（図中の
イ）、やや異常（ロ）、異常（ハ）の３段階で判定する
場合を示す。即ち、周波数検出部５２の出力電圧が図６
及び図７で示すいずれの範囲イ〜ハにあるかを比較判定
部５３が判別することにより、超音波振動子１の異常度
合いを判定する。なお、３段階以上でさらに細かく異常
度合いを判定するようにしてもよいことは言うまでもな
い。
【００２０】上記比較判定部５３の判定結果は信号処理
部４に入力され、信号処理部４が表示部７で異常表示を
行わせる。このようにすれば、その異常表示から超音波
振動子１の異常の度合いを使用者に知らせることができ
る。なお、表示部７は異常具合を段階表示可能であるこ
とは言うでもない。 （実施例２）図７に本発明の他の実施例を示す。本実施
例は基本的には実施例１と同じ構成であり、本実施例の
特徴とするところは、異常検出部５の周波数検出部５２
に代えて、インピーダンス検出部５２’を用いてある点
にある。
部４に入力され、信号処理部４が表示部７で異常表示を
行わせる。このようにすれば、その異常表示から超音波
振動子１の異常の度合いを使用者に知らせることができ
る。なお、表示部７は異常具合を段階表示可能であるこ
とは言うでもない。 （実施例２）図７に本発明の他の実施例を示す。本実施
例は基本的には実施例１と同じ構成であり、本実施例の
特徴とするところは、異常検出部５の周波数検出部５２
に代えて、インピーダンス検出部５２’を用いてある点
にある。
【００２１】本実施例のインピーダンス検出部５２’に
おいても、実施例１で説明したと同様に極小及び極大点
を検出し、その極小点及び極大点におけるインピーダン
スを共振時及び反共振時のインピーダンスとし、その共
振時及び反共振時のインピーダンスを電圧信号で出力す
る。なお、共振時のインピーダンスは、正常、やや異
常、異常となるに伴って高くなり、逆に反共振時のイン
ピーダンスは、正常、やや異常、異常となるに伴って低
くなる。
おいても、実施例１で説明したと同様に極小及び極大点
を検出し、その極小点及び極大点におけるインピーダン
スを共振時及び反共振時のインピーダンスとし、その共
振時及び反共振時のインピーダンスを電圧信号で出力す
る。なお、共振時のインピーダンスは、正常、やや異
常、異常となるに伴って高くなり、逆に反共振時のイン
ピーダンスは、正常、やや異常、異常となるに伴って低
くなる。
【００２２】上記インピーダンス変化の検出に際して、
本実施例のインピーダンス検出部５２’では、入力電圧
の正のピーク値を保持し、そのピーク値をインピーダン
スの検出出力として比較判定部５３に出力するようにし
てある。このようにインピーダンス検出部５２’の入力
信号の正のピーク電圧をそのまま検出出力とすれば、イ
ンピーダンス検出部５２’の処理が簡単になり、構成を
簡単にできるという利点がある。
本実施例のインピーダンス検出部５２’では、入力電圧
の正のピーク値を保持し、そのピーク値をインピーダン
スの検出出力として比較判定部５３に出力するようにし
てある。このようにインピーダンス検出部５２’の入力
信号の正のピーク電圧をそのまま検出出力とすれば、イ
ンピーダンス検出部５２’の処理が簡単になり、構成を
簡単にできるという利点がある。
【００２３】本実施例においても、実施例１の場合と同
様に、超音波振動子１の状態に応じたインピーダンス検
出部５２’の出力電圧と超音波振動子１の超音波パルス
の音圧との関係を予め求め、それに応じて判定基準を決
定し、それに応じて比較判定部５３で異常の度合いを判
別するようにしてある。ところで、上述の説明では超音
波振動子１に異物が付着したり、凍結したりしたときの
異常を検出する場合について説明したが、超音波振動子
１自体の故障（断線や短絡状態）も検出することが可能
である。また、本発明のように共振時及び反共振時を共
に検出すれば、異常の度合いの判別が正確に行える。但
し、このように共振時及び反共振時を共に検出すると、
場合によっては、夫々の結果が一致しない場合が考えら
れる。そこで、このような場合に対応するために、信号
処理部４で夫々の判断結果から総合的に異常度合いの判
断を行うようにしてもよい。さらに、上述の説明では、
超音波振動子１が送受兼用であったが、送波用と受波用
とで分離されている場合に、上記異常検出部５を個別に
設けることにより、異常検出を行うことができる。ま
た、上記異常診断は物体検知などを行う合間に行うこと
が望ましいが、それができない場合には不使用時または
使用者の希望する時点において、診断を行うようにすれ
ばよい。
様に、超音波振動子１の状態に応じたインピーダンス検
出部５２’の出力電圧と超音波振動子１の超音波パルス
の音圧との関係を予め求め、それに応じて判定基準を決
定し、それに応じて比較判定部５３で異常の度合いを判
別するようにしてある。ところで、上述の説明では超音
波振動子１に異物が付着したり、凍結したりしたときの
異常を検出する場合について説明したが、超音波振動子
１自体の故障（断線や短絡状態）も検出することが可能
である。また、本発明のように共振時及び反共振時を共
に検出すれば、異常の度合いの判別が正確に行える。但
し、このように共振時及び反共振時を共に検出すると、
場合によっては、夫々の結果が一致しない場合が考えら
れる。そこで、このような場合に対応するために、信号
処理部４で夫々の判断結果から総合的に異常度合いの判
断を行うようにしてもよい。さらに、上述の説明では、
超音波振動子１が送受兼用であったが、送波用と受波用
とで分離されている場合に、上記異常検出部５を個別に
設けることにより、異常検出を行うことができる。ま
た、上記異常診断は物体検知などを行う合間に行うこと
が望ましいが、それができない場合には不使用時または
使用者の希望する時点において、診断を行うようにすれ
ばよい。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の発明は上述のように、超音波
振動子の共振周波数及び反共振周波数を検出する周波数
検出手段と、この周波数検出手段で検出された共振周波
数及び反共振周波数の正常時の共振周波数及び反共振周
波数のずれ具合から異常の度合いを判別する異常判別手
段を備えているので、超音波振動子の共振周波数及び反
共振周波数から異常の度合いを超音波センサで判別で
き、例えば表示器などでその異常の度合いを表示させる
ことにより、使用者に知らせることができる。
振動子の共振周波数及び反共振周波数を検出する周波数
検出手段と、この周波数検出手段で検出された共振周波
数及び反共振周波数の正常時の共振周波数及び反共振周
波数のずれ具合から異常の度合いを判別する異常判別手
段を備えているので、超音波振動子の共振周波数及び反
共振周波数から異常の度合いを超音波センサで判別で
き、例えば表示器などでその異常の度合いを表示させる
ことにより、使用者に知らせることができる。
【００２５】請求項３の発明は、超音波振動子の共振時
及び反共振時のインピーダンスを検出するインピーダン
ス検出手段と、このインピーダンス検出手段で検出され
た共振時及び反共振時のインピーダンスの正常時の共振
時及び反共振時のインピーダンスからの変化状態から異
常の度合いを判別する異常判別手段を備えているので、
超音波振動子の共振時及び反共振時のインピーダンス変
化から異常の度合いを超音波センサで判別でき、請求項
１の発明と同様にして、例えば表示器などでその異常の
度合いを表示させることにより、使用者に知らせること
ができる。
及び反共振時のインピーダンスを検出するインピーダン
ス検出手段と、このインピーダンス検出手段で検出され
た共振時及び反共振時のインピーダンスの正常時の共振
時及び反共振時のインピーダンスからの変化状態から異
常の度合いを判別する異常判別手段を備えているので、
超音波振動子の共振時及び反共振時のインピーダンス変
化から異常の度合いを超音波センサで判別でき、請求項
１の発明と同様にして、例えば表示器などでその異常の
度合いを表示させることにより、使用者に知らせること
ができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は夫々正常、やや異常、異常時
における超音波振動子のインピーダンスの周波数変化を
示す説明図である。
における超音波振動子のインピーダンスの周波数変化を
示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は診断信号の周波数が共振周波
数より低いとき、一致するとき、及び高いときの周波数
検出部の入力信号波形を示す説明図である。
数より低いとき、一致するとき、及び高いときの周波数
検出部の入力信号波形を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は診断信号の周波数が反共振周
波数より低いとき、一致するとき、及び高いときの周波
数検出部の入力信号波形を示す説明図である。
波数より低いとき、一致するとき、及び高いときの周波
数検出部の入力信号波形を示す説明図である。
【図５】超音波振動子の異常度合いに応じた物体検知可
能なエリアの変化を示す説明図である。
能なエリアの変化を示す説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は夫々比較判定部の異常度合い
の判定方法の説明図である。
の判定方法の説明図である。
【図７】他の実施例の構成を示すブロック図である。
１ 超音波振動子 ５ 異常検出部 ５１ 診断信号発生部 ５２ 周波数検出部 ５２’インピーダンス検出部 ５３ 比較判定部
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波パルスを送波すると共に、その送
波された超音波パルスの物体による反射波を受波する超
音波センサにおいて、超音波振動子の共振周波数及び反
共振周波数を検出する周波数検出手段と、この周波数検
出手段で検出された共振周波数及び反共振周波数の正常
時の共振周波数及び反共振周波数のずれ具合から異常の
度合いを判別する異常判別手段を備えて成ることを特徴
とする超音波センサ。 - 【請求項２】 上記異常判別手段が共振周波数及び反共
振周波数のずれ具合を段階的に判別して異常の度合いを
判別して成ることを特徴とする請求項１記載の超音波セ
ンサ。 - 【請求項３】 超音波パルスを送波すると共に、その送
波された超音波パルスの物体による反射波を受波する超
音波センサにおいて、超音波振動子の共振時及び反共振
時のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段
と、このインピーダンス検出手段で検出された共振時及
び反共振時のインピーダンスの正常時の共振時及び反共
振時のインピーダンスからの変化状態から異常の度合い
を判別する異常判別手段を備えて成ることを特徴とする
超音波センサ。 - 【請求項４】 上記異常判別手段が共振時及び反共振時
のインピーダンスからの変化状態を段階的に判別して異
常の度合いを判別して成ることを特徴とする請求項３記
載の超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28531993A JPH07140242A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28531993A JPH07140242A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 超音波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140242A true JPH07140242A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17690003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28531993A Withdrawn JPH07140242A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07140242A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003510578A (ja) * | 1999-09-21 | 2003-03-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 車両の自動的な長手方向および／または横方向制御システムにおける状態識別方法および状態識別装置 |
| JPWO2005085882A1 (ja) * | 2004-03-09 | 2007-08-09 | 松下電器産業株式会社 | 周波数センサおよび半導体装置 |
| JP2008170306A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Mitsubishi Electric Corp | 測距センサの評価方法 |
| JP2008298802A (ja) * | 2008-09-16 | 2008-12-11 | Panasonic Corp | 超音波振動子および超音波流量計 |
| JP2008309803A (ja) * | 2008-09-16 | 2008-12-25 | Panasonic Corp | 超音波振動子および超音波流量計 |
| JP2009192837A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | ガルバノスキャナ制御装置 |
| JP2016065756A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 三菱電機株式会社 | 異物付着検知装置及び異物付着検知方法 |
| WO2018198941A1 (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 株式会社デンソー | 物体検知装置 |
| JP2020510824A (ja) * | 2017-02-27 | 2020-04-09 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 音波により周辺検知を実施するためのセンサを備えたセンサ装置 |
| US11371904B2 (en) | 2019-02-22 | 2022-06-28 | Seiko Epson Corporation | Sensor module and sensor system with improved abnormality detection and abnormality determination method for an inertial sensor |
| US11679976B2 (en) | 2019-01-31 | 2023-06-20 | Seiko Epson Corporation | Structure forming method and device |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28531993A patent/JPH07140242A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003510578A (ja) * | 1999-09-21 | 2003-03-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 車両の自動的な長手方向および／または横方向制御システムにおける状態識別方法および状態識別装置 |
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| JP2008309803A (ja) * | 2008-09-16 | 2008-12-25 | Panasonic Corp | 超音波振動子および超音波流量計 |
| JP2016065756A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 三菱電機株式会社 | 異物付着検知装置及び異物付着検知方法 |
| JP2020510824A (ja) * | 2017-02-27 | 2020-04-09 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 音波により周辺検知を実施するためのセンサを備えたセンサ装置 |
| US11248951B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-02-15 | Robert Bosch Gmbh | Sensor device including a sensor for carrying out surrounding-area monitoring with the aid of sonic waves |
| WO2018198941A1 (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 株式会社デンソー | 物体検知装置 |
| JP2018185168A (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 株式会社デンソー | 物体検知装置 |
| DE112018002144B4 (de) | 2017-04-24 | 2023-02-09 | Denso Corporation | Objekterfassungsvorrichtung |
| US11679976B2 (en) | 2019-01-31 | 2023-06-20 | Seiko Epson Corporation | Structure forming method and device |
| US11371904B2 (en) | 2019-02-22 | 2022-06-28 | Seiko Epson Corporation | Sensor module and sensor system with improved abnormality detection and abnormality determination method for an inertial sensor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |