JPH08334321A - 超音波式測距計 - Google Patents
超音波式測距計Info
- Publication number
- JPH08334321A JPH08334321A JP16691995A JP16691995A JPH08334321A JP H08334321 A JPH08334321 A JP H08334321A JP 16691995 A JP16691995 A JP 16691995A JP 16691995 A JP16691995 A JP 16691995A JP H08334321 A JPH08334321 A JP H08334321A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- receiver
- distance
- ultrasonic
- point
- transmitter
- 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】 超音波が送受信器間の媒体を伝搬する時間を
測定して２点間の距離を計測する場合において、白金抵
抗体のように局所的に温度を測る温度センサを用いない
で、超音波が伝搬する媒体の温度および距離を正確に測
定できる超音波式測距計を提供する。 【構成】 超音波が、送信器と受信器の２点間と、別に
設定した送信器と受信器の２点間を伝搬するときの所要
時間を測定する手段を備える。
測定して２点間の距離を計測する場合において、白金抵
抗体のように局所的に温度を測る温度センサを用いない
で、超音波が伝搬する媒体の温度および距離を正確に測
定できる超音波式測距計を提供する。 【構成】 超音波が、送信器と受信器の２点間と、別に
設定した送信器と受信器の２点間を伝搬するときの所要
時間を測定する手段を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波式測距計に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波は伝搬する媒体の温度によって伝
搬速度が変化するので、超音波式測距計において距離を
正確に測定するためには、該媒体の温度を正確に測定す
ることが重要である。しかし、従来の超音波式測距計に
おける温度計測は、超音波が伝搬する媒体の所定の箇所
に設置した白金抵抗などの温度センサの出力値によって
計測していたため、超音波が伝搬する媒体中に温度分布
がある場合には、個別の温度センサが設置されている場
所の温度と実際の温度とに差異が出た。また、該温度セ
ンサが太陽光や外部の温度環境の輻射熱で影響されて正
確な温度を感知しないときは、距離の計測値に測定誤差
が生じていた。
搬速度が変化するので、超音波式測距計において距離を
正確に測定するためには、該媒体の温度を正確に測定す
ることが重要である。しかし、従来の超音波式測距計に
おける温度計測は、超音波が伝搬する媒体の所定の箇所
に設置した白金抵抗などの温度センサの出力値によって
計測していたため、超音波が伝搬する媒体中に温度分布
がある場合には、個別の温度センサが設置されている場
所の温度と実際の温度とに差異が出た。また、該温度セ
ンサが太陽光や外部の温度環境の輻射熱で影響されて正
確な温度を感知しないときは、距離の計測値に測定誤差
が生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】白金抵抗などの個別の
温度センサでは局所的な温度しか測定できない。従っ
て、本発明の目的は、局所的な温度しか測定できない温
度センサを用いないで、距離を正確に計測する超音波式
測距計を提供することである。
温度センサでは局所的な温度しか測定できない。従っ
て、本発明の目的は、局所的な温度しか測定できない温
度センサを用いないで、距離を正確に計測する超音波式
測距計を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成させる
ために、距離測定に用いる超音波の送受信器のほかに超
音波の送受信器を配置して、それぞれの送受信器間を超
音波が伝搬する時間を正確に測定する手段を備える。
ために、距離測定に用いる超音波の送受信器のほかに超
音波の送受信器を配置して、それぞれの送受信器間を超
音波が伝搬する時間を正確に測定する手段を備える。
【０００５】
【作用】２対の超音波の送受信器間を超音波が伝搬する
時間が測定できるので、送受信器間の媒体の温度および
距離を正確に測定できるようになる。
時間が測定できるので、送受信器間の媒体の温度および
距離を正確に測定できるようになる。
【０００６】
【実施例】図１は、超音波式測距計に超音波式温度計を
備える本発明の例であって、超音波の送受信器の配置お
よび距離測定の原理について説明する図である。Ａ点と
Ｂ点間の距離ｘを測定する場合において、送信器Ｓから
測定点Ｂに向けて発信した超音波は、反射面Ｐr で反射
し受信器Ｒ1 で受信される一方、Ａ点から距離ｄ0 にあ
るＣ点に設置した受信器Ｒ0 で受信される。送信器Ｓか
ら出た超音波が受信器Ｒ0 で受信されるまでの時間ｔ
0 、受信器Ｒ1で受信されるまでの時間ｔ1 、超音波が
０゜Ｃの媒体中を伝搬する速度をｖ0 とすると、超音波
が伝搬する媒体の温度Ｔ゜Ｃは数１で表され、被測定距
離ｘは数２、数３で表される。ここで、ａとｖ0 は媒質
で定まる定数である。
備える本発明の例であって、超音波の送受信器の配置お
よび距離測定の原理について説明する図である。Ａ点と
Ｂ点間の距離ｘを測定する場合において、送信器Ｓから
測定点Ｂに向けて発信した超音波は、反射面Ｐr で反射
し受信器Ｒ1 で受信される一方、Ａ点から距離ｄ0 にあ
るＣ点に設置した受信器Ｒ0 で受信される。送信器Ｓか
ら出た超音波が受信器Ｒ0 で受信されるまでの時間ｔ
0 、受信器Ｒ1で受信されるまでの時間ｔ1 、超音波が
０゜Ｃの媒体中を伝搬する速度をｖ0 とすると、超音波
が伝搬する媒体の温度Ｔ゜Ｃは数１で表され、被測定距
離ｘは数２、数３で表される。ここで、ａとｖ0 は媒質
で定まる定数である。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【数２】
【０００９】
【数３】
【００１０】数１から、超音波が伝搬する媒体の平均的
な温度Ｔ゜Ｃは２点間の伝搬時間を測定することによっ
て計測できることがわかる。また、数２において、数１
で求めたＴを代入すると数３となるので、被測定距離ｘ
は局所的な温度を測るセンサを用いなくても、それぞれ
の所要時間ｔ0 、ｔ1の測定値および基準の距離ｄ0 か
ら算出できることがわかる。
な温度Ｔ゜Ｃは２点間の伝搬時間を測定することによっ
て計測できることがわかる。また、数２において、数１
で求めたＴを代入すると数３となるので、被測定距離ｘ
は局所的な温度を測るセンサを用いなくても、それぞれ
の所要時間ｔ0 、ｔ1の測定値および基準の距離ｄ0 か
ら算出できることがわかる。
【００１１】図２は従来の超音波式測距計の一例であっ
て、超音波の送受信器Ｓ、Ｒ1 の近傍にサ−ミスタ温度
計Ｍが配置されている。ケ−スＱは輻射熱を避けるなど
の目的で大袈裟な構造になって、サイズも大きくコスト
も高い。もし、Ｃ点近傍の温度とサ−ミスタ温度計Ｍ近
傍の温度が異なると距離の測定値に誤差が出る。
て、超音波の送受信器Ｓ、Ｒ1 の近傍にサ−ミスタ温度
計Ｍが配置されている。ケ−スＱは輻射熱を避けるなど
の目的で大袈裟な構造になって、サイズも大きくコスト
も高い。もし、Ｃ点近傍の温度とサ−ミスタ温度計Ｍ近
傍の温度が異なると距離の測定値に誤差が出る。
【００１２】図３は本発明の実施例であって、積雪深計
測計の模式図である。Ｅは地表面、Ｉは超音波送受信器
の支柱、Ｈは超音波送信器Ｓの高さ、ｘはＳから積雪面
ＰS までの距離で、この例では積雪面ＰS から受信器Ｒ
1 までの距離と同じ値である。ｄ0 を超音波送信器Ｓか
ら受信器Ｒ0 までの距離とすると、積雪深ｘS は数４、
気温Ｔは数１で算出される。ここで、ｔ0 、ｔ1 は、超
音波が送信器Ｓから出て、受信器Ｒ0 、Ｒ1 に到達する
までの時間である。
測計の模式図である。Ｅは地表面、Ｉは超音波送受信器
の支柱、Ｈは超音波送信器Ｓの高さ、ｘはＳから積雪面
ＰS までの距離で、この例では積雪面ＰS から受信器Ｒ
1 までの距離と同じ値である。ｄ0 を超音波送信器Ｓか
ら受信器Ｒ0 までの距離とすると、積雪深ｘS は数４、
気温Ｔは数１で算出される。ここで、ｔ0 、ｔ1 は、超
音波が送信器Ｓから出て、受信器Ｒ0 、Ｒ1 に到達する
までの時間である。
【００１３】
【数４】
【００１４】図４は水位計で実施する例の説明図であ
る。ｄ0 を超音波受信器Ｒ0 とＲ1 の距離、ＰW を水面
とすると、水位ｘW は数５、気温Ｔは数６で算出でき
る。ここで、ｔ0 、ｔ1 は、超音波が送信器Ｓから出
て、受信器Ｒ0 、Ｒ1 に到達するまでの時間である。
る。ｄ0 を超音波受信器Ｒ0 とＲ1 の距離、ＰW を水面
とすると、水位ｘW は数５、気温Ｔは数６で算出でき
る。ここで、ｔ0 、ｔ1 は、超音波が送信器Ｓから出
て、受信器Ｒ0 、Ｒ1 に到達するまでの時間である。
【００１５】
【数５】
【００１６】
【数６】
【００１７】
【発明の効果】本発明を用いると、小型で低コスト、測
定精度が良く、更に温度計測の部分に熱容量が無いので
温度および距離の高速測定が可能な測距計が提供され
る。伝搬させる波は超音波に限定されるものではなく、
音波などを用いても可能である。また、超音波が伝搬す
る媒体の音響インピ−ダンスや形状などを所定の数値に
設定すると、受信される超音波の経時デ−タから媒体の
位置や温度情報を得ることも可能となるなど本発明の応
用範囲は広い。
定精度が良く、更に温度計測の部分に熱容量が無いので
温度および距離の高速測定が可能な測距計が提供され
る。伝搬させる波は超音波に限定されるものではなく、
音波などを用いても可能である。また、超音波が伝搬す
る媒体の音響インピ−ダンスや形状などを所定の数値に
設定すると、受信される超音波の経時デ−タから媒体の
位置や温度情報を得ることも可能となるなど本発明の応
用範囲は広い。
【図１】超音波温度計を用いた本発明の説明図である。
【図２】本発明を使用しない従来の測距計の説明図であ
る。
る。
【図３】積雪深計に応用した例の説明図である。
【図４】水位計に応用した例の説明図である。
Ａ 測定点 Ｂ 測定点 ｘ 測定距離 Ｓ 送信器 Ｐr 反射面 Ｒ1 受信器 ｄ0 基準の距離 Ｃ 測定点 Ｒ0 受信器 ｔ0 時間 ｔ1 時間 ｖ0 ０゜Ｃでの超音波の伝搬速度 Ｔ 媒体の温度 ａ 定数 Ｍ サ−ミスタ温度計 Ｑ ケ−ス Ｅ 地表面 Ｉ 支柱 Ｈ 超音波送信器の高さ ＰS 積雪面 ｘW 水位 ＰW 水面
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波が伝搬する所要時間から距離を計
測する測距計において、超音波が送信器と受信器の２点
間と、別に設定した送信器と受信器の２点間を伝搬する
時間を測定する手段を備えていることを特徴とする超音
波式測距計 - 【請求項２】 所定の２点間を超音波が伝搬する時間を
測定して温度を計測する手段を備えていることを特徴と
する超音波式測距計
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16691995A JPH08334321A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 超音波式測距計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16691995A JPH08334321A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 超音波式測距計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334321A true JPH08334321A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15840089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16691995A Pending JPH08334321A (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 超音波式測距計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08334321A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131428A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波障害物検出装置 |
| CN105319549A (zh) * | 2014-07-16 | 2016-02-10 | 南京纳联信息科技有限公司 | 基于一发多收的超声波精确测量垂直距离的方法 |
| CN105911548A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-31 | 中国矿业大学 | 一种基于dsp控制器的超声波测距仪 |
| CN110161507A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-23 | 生态环境部华南环境科学研究所 | 一种淤泥沉积在线监测系统及方法 |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP16691995A patent/JPH08334321A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131428A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波障害物検出装置 |
| CN105319549A (zh) * | 2014-07-16 | 2016-02-10 | 南京纳联信息科技有限公司 | 基于一发多收的超声波精确测量垂直距离的方法 |
| CN105911548A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-31 | 中国矿业大学 | 一种基于dsp控制器的超声波测距仪 |
| CN110161507A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-08-23 | 生态环境部华南环境科学研究所 | 一种淤泥沉积在线监测系统及方法 |
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