JPS58135478A - Ultrasonic speedometer - Google Patents
Ultrasonic speedometerInfo
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- JPS58135478A JPS58135478A JP1654682A JP1654682A JPS58135478A JP S58135478 A JPS58135478 A JP S58135478A JP 1654682 A JP1654682 A JP 1654682A JP 1654682 A JP1654682 A JP 1654682A JP S58135478 A JPS58135478 A JP S58135478A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波のドツプラ効果を利用した速度計に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a speedometer that utilizes the Doppler effect of ultrasonic waves.
超音波のドツプラ効果を利用した速度計は1周知のごと
く1発振器から発せられた超音波の移動物体からの反射
波の周波数が、移動物体の速度に従って変化することヲ
胸用したものであるOその種の関係は、送信波の周波数
をω0.移動物体の速度をVとすれば2反射波の周波数
ωrは次式で示される。A speedometer that utilizes the Doppler effect of ultrasonic waves is based on the fact that the frequency of the reflected waves of ultrasonic waves emitted from a single oscillator from a moving object changes according to the speed of the moving object, as is well known. That kind of relationship means that the frequency of the transmitted wave is ω0. If the speed of the moving object is V, the frequency ωr of the two reflected waves is expressed by the following equation.
ωr=(1+−1L)ω0 ・・・・・・・・・・・
・ ・・・・・・・・・・・(1) P
ただし、0は超音波の伝ばん速度である。ωr=(1+-1L)ω0・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(1) P However, 0 is the propagation speed of the ultrasonic wave.
したがって、移動物体の速度によシ2vω010だけ反
射波の周波数が偏移する。これをΔωと現わせば、移動
物体が速度計に接近するときは。Therefore, the frequency of the reflected wave shifts by 2vω010 depending on the speed of the moving object. If we express this as Δω, when a moving object approaches the speedometer.
ω【=ω0+Δω ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・C)遠
ざかるときは
ωr=ω0−Δω ・・・・・・・・・・・・・−
・・・・・・・・・・・・・・・・・(8)となる。こ
れから、Δωを求めれば移動物体の速度Vを知ることが
できる。ω[=ω0+Δω ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・C) When moving away, ωr=ω0−Δω ・・・・・・・・・・・・・−
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8) From this, the velocity V of the moving object can be found by calculating Δω.
第1図は最も簡箪なこの種速度計の構成図である。この
第を図において、2は超音波振動子よりなる送波器、3
は同じく受波器である。発振器10発振出力は送波器2
1Cよって超音波に変換されて空間に放射されるが、同
時に混合器5の局部発振信号として供給される。移動物
体4からの反射波は、受渡器5で電気信号に変換された
のち、混合器5により差の周波数成分ミ成分のみ取り出
される。さらに周波数計測器6でΔωの値を計測し。FIG. 1 is the simplest configuration diagram of this type of speedometer. In this figure, 2 is a transmitter consisting of an ultrasonic transducer, 3
is also a receiver. Oscillator 10 oscillation output is sent to transmitter 2
1C converts it into an ultrasonic wave and radiates it into space, but at the same time it is supplied as a local oscillation signal to the mixer 5. The reflected wave from the moving object 4 is converted into an electric signal by the transfer device 5, and then only the difference frequency component (M) is extracted by the mixer 5. Furthermore, the value of Δω is measured using the frequency measuring device 6.
その結果から得られた移動物体4の速度Vを表示器7に
て表示する構成となっている。ただしこの3 P
場合には、Δωが(+)側に偏移したのが、(−)側に
偏移したのかは混合器の性質上知ることはできない。The speed V of the moving object 4 obtained from the result is displayed on the display 7. However, in this 3 P case, it is impossible to know whether Δω has shifted to the (+) side or to the (-) side due to the nature of the mixer.
つて決定される。第2図は超音波振動子の帯域幅を示し
ている。第2図は送波器用振動子の周波数特性を表わし
たもので、入力される電気信号の周波数と出力される超
音波の出力レベルとの関係を示すものである。受波器用
振動子については受信感度として同様の特性を有してい
る。will be determined. FIG. 2 shows the bandwidth of the ultrasonic transducer. FIG. 2 shows the frequency characteristics of the transducer for the transmitter, and shows the relationship between the frequency of the input electric signal and the output level of the output ultrasonic wave. The transducer for the receiver has similar characteristics in terms of receiving sensitivity.
そのレベルは周波数ωがωH以上かまたはωL以下で急
激に低下するので、帯域幅は(ωH−ωL)ということ
になる。発振器1の周波数ωはωHとωLの中心値に選
ばれているので、移動物体4が接近する場合は、ωrは
ω0よりωH側へΔωだけ偏移する。逆に遠ざかる場合
は、ωrはωL側へLωだけ偏移する。Since the level rapidly decreases when the frequency ω is above ωH or below ωL, the bandwidth is (ωH - ωL). Since the frequency ω of the oscillator 1 is selected to be the center value of ωH and ωL, when the moving object 4 approaches, ωr shifts by Δω from ω0 to the ωH side. Conversely, when moving away, ωr shifts by Lω towards the ωL side.
偏移できる最大値Δωmaxは
一ωH−ωL
Δωmax =ωH−ω0=ω0−ωL−,2川(4)
となる。The maximum value Δωmax that can be shifted is 1ωH−ωL Δωmax = ωH−ω0=ω0−ωL−, 2 rivers (4)
becomes.
現実め超音波振動子の帯域幅は問題にならない程狭いが
、とく広帯−域用に製作されたもので、ω0±15%程
度である。In reality, the bandwidth of an ultrasonic transducer is so narrow that it does not pose a problem, but it is manufactured especially for a wide band, and is about ω0±15%.
この場合、移動物体の速度Vの測定可能最大値を(1)
式よシ求めると、約901Hである。(0=33へ。In this case, the maximum measurable value of the velocity V of the moving object is (1)
According to the formula, it is approximately 901H. (Go to 0=33.
とじて)
したがって、速度が901$Hを超えるものについては
測定ができない。Therefore, measurements cannot be made for speeds exceeding 901 $H.
本発明はこのような従来技術の欠点に鑑みてなされたも
ので1発振周波数を送受波器の動作帯域内で切換えるこ
とによ、9.90km/H以上で移動する物体の速度を
測定することができる超音波速度計を提供する。The present invention has been made in view of the drawbacks of the prior art, and is capable of measuring the speed of an object moving at 9.90 km/h or more by switching one oscillation frequency within the operating band of the transducer. We provide an ultrasonic speed meter that can
以下本発明の一実施例を図にもとづいて説明する。第3
図において9発振器8の発振周波数はスイッチ9の切換
操作によシ抵抗値が切換って、3段階に変えられるよう
になっている。発振器8の細部は第4図に示すようなオ
ペアンプによる無安定マルチバイブレータで構成されて
いる。発振周期Tは周知のごとく。An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. Third
In the figure, the oscillation frequency of an oscillator 8 can be changed in three stages by changing the resistance value by switching a switch 9. The details of the oscillator 8 consist of an astable multivibrator using an operational amplifier as shown in FIG. The oscillation period T is well known.
T = 201Rxtn (1+””)2
P
となるから、 RxをRH,RoまたはRLのいずれか
とすることによシ、Tを任意の値とすることができる。Since T = 201Rxtn (1+"")2 P, T can be set to any value by setting Rx to RH, Ro, or RL.
いま、切換スイッチ9を操作して・・Rx=R1のとき
の発振周波数が第2図のωLKなるものとし、Rx=R
oならヒ0.同じ(Rx==RHのときωHになるもの
とする。Now, operate the changeover switch 9... Assume that the oscillation frequency when Rx = R1 is ωLK in Fig. 2, and Rx = R.
If o, then h0. Same (assuming that ωH occurs when Rx==RH).
発振器8Fi通常はω。で発振させておく。即ち。Oscillator 8Fi usually ω. Let it oscillate. That is.
Rx=Roの位置でスイッチ9を固定しておく0この状
態では、既に述べてきた理由により、移動物体の速度が
90 kg+/H以下ならば、移動方向(接近・離反)
に関係なく、速度Vを測定することができる。しかし、
移動物体4卆明らかに接近することが予想できる場合は
、 Rx−IJ、となるよう予じめスイッチ9を切換
えておくと1発振器8の発振周波数はωLK変シ、移動
物体4からの反射波はωLから高い方へΔωだけ偏移し
、偏移できる範囲はωムからωHまで拡大される。即ち
。Fix the switch 9 at the Rx=Ro position.0 In this state, for the reasons already mentioned, if the speed of the moving object is less than 90 kg+/H, the moving direction (approaching/departing)
The velocity V can be measured regardless of. but,
If it is predicted that the moving object 4 will clearly approach, change the switch 9 in advance so that Rx-IJ, and the oscillation frequency of the first oscillator 8 changes to ωLK, and the reflected wave from the moving object 4 changes. is shifted higher than ωL by Δω, and the range in which it can be shifted is expanded from ωm to ωH. That is.
Δω=ωH−ωL
となって、測定できる偏移量は(旬で示したこれま6
1’
での最大値の2倍となる。このことは、予じめ移動物体
4が接近して来るものと予想できる場合であれば、速度
Vの測定可能最大値を従来の90km/Hから2倍の1
80km/Hに一挙に高めることができることを示して
いる0
同様に移動物体4が遠ざかるものと予想できる場合であ
れば、 Rx=RHにスイッチ9を予じめ切換えてお
くことにより9発振周波数がωHとなって物体の離反速
度をやはシ最大180kll/11まで測定することが
できる。Δω=ωH−ωL, and the amount of deviation that can be measured is (6
It is twice the maximum value at 1'. This means that if it is predicted in advance that the moving object 4 will approach, the maximum measurable value of the velocity V can be doubled from the conventional 90 km/H.
Similarly, if the moving object 4 is expected to move away, the 9 oscillation frequency can be increased by setting the switch 9 to Rx=RH in advance. ωH, and the separation speed of the object can be measured up to a maximum of 180 kll/11.
以上本発明によれば9発振器の発振周波数を送受波器の
振動子の動作帯域内で適宜切換えることにより、従来の
測定可能速度より広域の速度を容易に測定可能とするド
ツプラ式の超音波速度計を提供することができる。As described above, according to the present invention, by appropriately switching the oscillation frequency of the 9 oscillators within the operating band of the transducer of the transducer, Doppler type ultrasonic speed can easily measure a wider range of speed than conventional measurable speeds. We can provide a meter.
第1図は従来のドツプラ式超音波速度計の回路構成図、
第2図は超音波振動子の周波数特性図。
第3図は本発明の一実施例を示す超音波速度計の回路構
成図、第4図は第3図中の発振器の回路構7 P
成を示すものである。
2・・・送波器、3・・・受波器、4中移動物体。
8・・・発振器。
出願人 日立熱器具株式会社
特開昭58(35478(3)
第1図
第2yA
ff1漉敬Figure 1 is a circuit diagram of a conventional Doppler ultrasonic velocity meter.
Figure 2 is a frequency characteristic diagram of the ultrasonic transducer. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an ultrasonic velocity meter showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit configuration diagram of an oscillator 7 P in FIG. 3. 2: Transmitter, 3: Receiver, 4: Moving object. 8... Oscillator. Applicant Hitachi Thermal Appliances Co., Ltd. Japanese Patent Publication No. 1983-35478 (3) Fig. 1 Fig. 2yA ff1
Claims (1)
移動物体の速度を計測する速度計において、送信用振動
子Q)を励振する発振器(勢の信号の周波数を上記送受
振動子(2)(8)の動作帯域内で適宜切換えるように
したことを特徴とする超音波速度計。In a speedometer that measures the speed of a moving object using the Doppler effect using a pair of ultrasonic transmitting and receiving transducers, the frequency of the signal from the oscillator that excites the transmitting transducer (Q) is set by the transmitting and receiving transducer (2) ( 8) An ultrasonic velocity meter characterized in that switching is made as appropriate within the operating band.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1654682A JPS58135478A (en) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | Ultrasonic speedometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1654682A JPS58135478A (en) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | Ultrasonic speedometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58135478A true JPS58135478A (en) | 1983-08-12 |
Family
ID=11919257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1654682A Pending JPS58135478A (en) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | Ultrasonic speedometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58135478A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62102184U (en) * | 1985-12-18 | 1987-06-29 |
-
1982
- 1982-02-04 JP JP1654682A patent/JPS58135478A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62102184U (en) * | 1985-12-18 | 1987-06-29 |
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