JPH0762612B2 - 超音波磁歪遅延線を用いた測長装置 - Google Patents
超音波磁歪遅延線を用いた測長装置Info
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- JPH0762612B2 JPH0762612B2 JP5030188A JP3018893A JPH0762612B2 JP H0762612 B2 JPH0762612 B2 JP H0762612B2 JP 5030188 A JP5030188 A JP 5030188A JP 3018893 A JP3018893 A JP 3018893A JP H0762612 B2 JPH0762612 B2 JP H0762612B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/48—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means
- G01D5/485—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means using magnetostrictive devices
Description
ドのガソリンンタンクの液面の測定、油圧シリンダー内
部に組み込みピストンロッドのストロークの検出、ある
いは各種産業用機械の可動部の位置検出等に使用して好
適な超音波磁歪遅延線を用いた測長装置に関する。
たは縮小する一般的な超音波磁歪遅延線を用いた測長装
置として提案されているものは、超音波振動による不要
な反射波を減衰させるため、超音波磁歪遅延線の両端部
または一方の端部にゴム材等の緩衝材からなる無反射支
持体を設けていた。
の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置では、不要な反射
波を完全に減衰させることは難しく、反射波同士が交差
して検出パルスに干渉するため、検出パルスが乱れてし
まい、精度の高い位置検出が出来なくなるという不都合
があった。また、安定した大きな検出パルスを得るため
に強い超音波振動を発生させると、反射波を減衰させて
徐々に消滅するのが困難になるという不都合があった。
不要の反射波を完全に消滅させたとしても、無反射支持
体を設けたことにより、装置全体が大型化するという不
都合があった。本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、無反射支持体を使用しないで、反射波を積極的に使
用して高精度な位置検出をすることを目的とする超音波
磁歪遅延線を用いた測長装置を提案しようとするもので
ある。
線を用いた測長装置は例えば図1乃至図3に示す如く、
超音波磁歪遅延線1の一端に送波器4を配設し、他端を
開放端とし、超音波磁歪遅延線1の外周に測長範囲全域
に亘って検出コイル3を配設し、超音波磁歪遅延線1に
沿って磁石片2を移動可能に配設し、送波器4に加える
駆動パルスAに対する検出コイル3に生じる検出パルス
Bの遅れ時間により、磁石片2の位置を測定する超音波
磁歪遅延線を用いた測長装置において、送波器4に印加
する駆動パルスAの周期T1 を超音波磁歪遅延線1の送
波器端における反射波Cの発生時間に合わせて、駆動パ
ルスAを送波器端における反射波Cの位相に合わせるよ
うにしたものである。
測長装置は、反射波Cを反射波検出手段としての送波器
4、反射波検出器8で検出し、反射波Cと同期した駆動
パルスAを送波器4に加えて、反射波Cと駆動パルスA
の位相と合わせるようにしたものである。また、本発明
の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置は、駆動パルスA
から次の駆動パルスAまでの時間T1 と駆動パルスAか
ら検出パルスBまでの時間T2 との比を計算し、送波器
4から磁石片2までの距離Sに対応する位置信号を出力
するものである。
動パルスAの周期T1 を送波器4から超音波磁歪遅延線
1に印加された駆動パルスAが超音波磁歪遅延線1の開
放端で反射し、送波器4まで戻って来るまでの時間に合
わせて反射波Cと駆動パルスAの位相を合わせるように
したので、駆動パルスAと反射波Cとが同一時点で合成
されようになるので、不要な反射波が発生せず、精度の
高い検出パルスBを検出することが出来る。
4、反射波検出器8で検出し、反射波Cと同期した駆動
パルスAを送波器4に加えて、反射波Cと駆動パルスA
との位相を合わせるようにしので、常に精度の高い検出
パルスBを検出することが出来る。また、本発明によれ
ば、駆動パルスAから次の駆動パルスAまでの時間T1
と駆動パルスAから検出パルスBまでの時間T2 との比
を計算し、送波器4から磁石片2までの距離Sに対応す
る位置信号を出力するので、駆動パルスAが伝搬する速
度Vによらないで、磁石片2の位置を検出することが出
来る。
音波磁歪遅延線を用いた測長装置の一実施例について詳
細に説明する。図1において、1は超音波磁歪遅延線で
あり、2は超音波磁歪遅延線1の長さ方向に移動可能に
所定距離離隔して対向して配置された磁石片である。3
は検出コイルであり、超音波磁歪遅延線1の測長範囲の
全域に亘って巻回される。4は送波器であり、超音波磁
歪遅延線1の一端に配設される。5は駆動パルス発生回
路であり、送波器4に所定の駆動パルスを印加する。6
は検出コイル3に発生する誘起電圧を検出するものであ
る。7は演算回路であり、駆動パルスに対する検出パル
スの遅れ時間を計算してその距離に相当する信号を出力
端子eから出力するようにするものである。
パルス発生回路5からの駆動パルスAによって、送波器
4から超音波磁歪遅延線1に超音波振動を加えると、超
音波磁歪遅延線1を超音波が伝搬してゆく。
ル3にパルス電圧は発生しないが、超音波磁歪遅延線1
に接近して磁石片2を置くと、超音波磁歪遅延線1が部
分的に磁化されるため、この部分を超音波振動が通過す
るとき、透磁率が小さくなるいわゆる逆磁歪現象により
検出コイル3に誘起起電圧による検出パルスBが生じ
る。この検出パルスBは開放端での反射により2度発生
する。この一度目の検出パルスBを検出回路6で検出す
る。
動させると、駆動パルスAに対する検出パルスBの遅れ
が移動距離に比例して変化し、駆動パルス発生回路5か
らの駆動パルスAと検出回路6からの検出パルスBを演
算回路7に送り、駆動パルスAに対する検出パルスBの
遅れ時間を計算し、その距離に相当する出力信号を出力
する。
波磁歪遅延線1の内部を伝搬し、一方の端部から他方の
端部へと反射を繰り返し、次第に減衰して消滅するよう
になる。
分かっているので、これにより駆動パルス発生回路5に
おいて駆動パルスAの発生周期T1 を超音波振動による
反射波Cが超音波磁歪遅延線1の長さLを往復する周期
と同一になるように設定して装置を構成する。
の設けられた端部で反射するとき、反射波Cの位相と同
一位相となるように、送波器4を駆動し、新しい超音波
振動を発生せしめるように駆動パルス発生回路5による
駆動パルスAの発生条件を設定する。
しい超音波振動と重ね合わせることにより、位相の整っ
た強い超音波振動を得るので、S/N比の良い大きな振
動の検出波を得られるので、無反射支持体によって反射
波を抑える必要がないので、無反射支持体のスペース分
だけ装置全体を小型化することが出来る。
測長装置の別の実施例について詳細に説明する。図2に
おいて、図1に示したものと同一のものには同一の符号
を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
り、図3に示した反射波Cが送波器4のところまで戻っ
てきたことを反射検出器8で検出し、この反射波Cと同
期した駆動パルスAを、駆動パルス発生回路9によって
発生させ、送波器4を駆動させるようにしたところが図
1に示した超音波磁歪遅延線を用いた測長装置と異なる
ところである。
同期した駆動パルスAを発生させているので、超音波磁
歪遅延線1の長さLを変更したときに、超音波磁歪遅延
線1の長さLによって駆動パルスAのドライブ周期を調
整する必要がなく、また、温度変化によって駆動パルス
Aのドライブ周期が変化したときに、反射波Cと新しい
超音波振動の位相がずれることがない。
機能を合わせ持つため、超音波振動が超音波磁歪遅延線
1内を1往復する時間T1 を測定することが出来る。駆
動パルスAから検出パルスBまでの時間をT2 とし、超
音波磁歪遅延線1の長さをLとし、送波器4から磁石片
2までの距離をSとし、超音波磁歪遅延線1内を超音波
振動が伝搬する速度をVとすると、T1 =2L/V,T
2 =S/Vとなる。
2 /T1 =S/2L,S=T2 ・2L/T1 となる。つ
まり、超音波振動が伝搬する速度Vが温度変化により変
化しても、上式の演算をすることにより、速度Vに関係
なく磁石片2の位置Sを計算することが出来る。
スAの周期T1 を送波器4から超音波磁歪遅延線1に印
加された駆動パルスAが超音波磁歪遅延線1の開放端で
反射し、送波器4まで戻って来るまでの時間に合わせて
反射波Cと駆動パルスAの位相を合わせるようにしたの
で、駆動パルスAと反射波Cとが同一時点で合成されよ
うになるので、不要な反射波が発生せず、精度の高い検
出パルスBを検出することが出来る。
4、反射波検出器8で検出し、反射波Cと同期した駆動
パルスAを送波器4に加えて、反射波Cと駆動パルスA
との位相を合わせるようにしので、常に精度の高い検出
パルスBを検出することが出来る。
の駆動パルスAまでの時間T1 と駆動パルスAから検出
パルスBまでの時間T2 との比を計算し、送波器4から
磁石片2までの距離Sに対応する位置信号を出力するの
で、駆動パルスAが伝搬する速度Vによらないで、磁石
片2の位置を検出することが出来る。
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。
る駆動パルスの周期を送波器から超音波磁歪遅延線に印
加された駆動パルスが超音波磁歪遅延線の開放端で反射
し、送波器まで戻って来るまでの時間に合わせて反射波
と駆動パルスの位相を合わせるようにしたので、駆動パ
ルスと反射波とが同一時点で合成されようになるので、
不要な反射波が発生せず、精度の高い検出パルスを検出
することが出来る。また、本発明によれば、反射波を送
波器、反射波検出器で検出し、反射波と同期した駆動パ
ルスを送波器に加えて、反射波と駆動パルスとの位相を
合わせるようにしたので、常に精度の高い検出パルスを
検出することが出来る。また、本発明によれば、駆動パ
ルスから次の駆動パルスまでの時間と駆動パルスから検
出パルスまでの時間との比を計算し、送波器から磁石片
までの距離に対応する位置信号を出力するので、駆動パ
ルスが伝搬する速度によらないで、磁石片の位置を検出
することが出来る。
一実施例の構成図である。
別の実施例の構成図である。
一実施例の波形図である。
Claims (3)
- 【請求項1】超音波磁歪遅延線の一端に送波器を配設
し、他端を開放端とし、前記超音波磁歪遅延線の外周に
測長範囲全域に亘って検出コイルを配設し、前記超音波
磁歪遅延線に沿って磁石片を移動可能に配設し、前記送
波器に加える駆動パルスに対する前記検出コイルに生じ
る検出パルスの遅れ時間により、前記磁石片の位置を測
定する超音波磁歪遅延線を用いた測長装置において、前
記送波器に印加する前記駆動パルスの周期を前記超音波
磁歪遅延線の送波器端における反射波の発生時間に合わ
せて、前記駆動パルスを前記送波器端における反射波の
位相に合わせるようにしたことを特徴とする超音波磁歪
遅延線を用いた測長装置。 - 【請求項2】前記反射波を反射波検出手段で検出し、前
記反射波と同期した駆動パルスを前記送波器に加えて、
前記反射波と前記駆動パルスの位相と合わせるようにし
たことを特徴とする請求項1記載の超音波磁歪遅延線を
用いた測長装置。 - 【請求項3】前記駆動パルスから次の駆動パルスまでの
時間と前記駆動パルスから前記検出パルスまでの時間と
の比を計算し、前記送波器から前記磁石片までの距離に
対応する位置信号を出力することを特徴とする請求項2
記載の超音波磁歪遅延線を用いた測長装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5030188A JPH0762612B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 超音波磁歪遅延線を用いた測長装置 |
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EP94300980A EP0611953B1 (en) | 1993-02-19 | 1994-02-10 | Length measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP5030188A JPH0762612B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 超音波磁歪遅延線を用いた測長装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06241764A JPH06241764A (ja) | 1994-09-02 |
JPH0762612B2 true JPH0762612B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP (1) | EP0611953B1 (ja) |
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- 1994-02-10 SG SG9601413A patent/SG107088A1/en unknown
Also Published As
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US5583433A (en) | 1996-12-10 |
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SG107088A1 (en) | 2004-11-29 |
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