JPS5815744B2 - ハンシヤハジユシンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波を用いる水中探知装置における反射波
の受信装置に関するものである。

例えば海底に超音波送波器と受波器を設置し、海面に向
って超音波を発射して波高を測定する場合、海面からの
反射波のほかに、波が砕ける時に生ずる気泡からの反射
波や、ときには魚群などの中間浮遊物からの反射波を受
信するが、極めてまれな場合を除き海面の反射波が最も
大きい。

すなわち海面の反射波をＳとし、その他の反射波をＮと
すればＳ／Ｎ＞１であり、本発明においては、この条件
が成立することを想定した上で、帰来する反射波の最大
の反射波すなわち海面からの反射波を捕捉し、かつ超音
波を発射してから前記最大の反射波が帰来する迄の時間
、これを換言すれば海底から海面までの距離を他のレジ
スターに記憶するようにしたものである。

かくすることにより、途中からの反射波に影響されるこ
となく、常に海面からの反射波を正しく受け、したがっ
て求める測定値を自動的に捕捉できる。

以下図面を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

第１図は反射波信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル化して処
理する場合の実施例のブ田ンクダイヤグラム、第２図は
動作説明図で、第１図の各部に記入した記号に対応して
あり、便宜上図では海底１に送波器２と受波器３を設置
し、海底から海面４までの距離を測定し、波高を求める
場合を示しである。

ここで送信パルス発振器５から送波器２に一定周期Ｔの
パルスを送り、海面４に向って超音波パルスを送波する
と、受波器３には各種の反射波が帰来し、これ等は受信
増巾器６で増巾され、その出力には送波時の誘導作用で
生ずる信号Ｐ １ ｚＰ２・・・・・・と、例えば砕波
時の気泡からの反射波Ｎ。

海面からの反射波Ｓ１．Ｓ２・・・・・・など（第２図
Ｃ参照）を得、次にこれ等を検波器７で検波（第２図Ｃ
参照）し、ゲート回路８に達する。

このゲート回路には、遅延回路９を通じて、発振器５の
送信パルスを任意の時間ｔだけ遅延せしめたパルスで、
駆動する単安定マルチ１０の出力（第２図Ｃ参照）が印
加しているから、第２図りに示す通り、単安定マルチ１
０が作動している時間内に含まれる反射波が取り出され
てＡ／ｌ）変換器１１に至る。

Ａ／Ｄ変換器１１は、クロックパルス発振器１２の出力
（第２図Ｃ参照）で変換を開始し、成る時間中だけ継続
する反射波についてマイクロ秒程度の時間巾で変換作用
を繰り返し、適宜に設定したｎビットに対応して数値化
した信号出力（第２図Ｃ参照）を取り出して比較回路１
３に印加し、ここでレジスター１４に記憶された数値と
比較する。

こメで第２図Ｆは反射信号のアナログ値を示しているか
の如く見えるが、細かい間隔でわかれているそれぞれの
線の長さは、デジタル値を示すものである。

なお比較回路１３、レジスター１４及びそれらと関連す
るアンド回路１６に対する結線は、ｎビットに対応せし
めるため、ブ叡ンク図上の関連個所にｎを記入して示し
た。

最初の送波に対しては、レジスター１４の記憶は０であ
り、したがってＡ／Ｄ変換器１１の出力の方が太きいか
ら、比較回路１３の比較出力はアンド回路１５に印加さ
れる。

前述の通りＡ／Ｄ変換器１１の変換作用は、マイクロ秒
程度の時間で繰り返されるが、各々の変換終了毎に変換
終了パルスを発生して、これをアンド回路１５に送る、
したがって前記の比較回路１３が作動する毎に、アンド
回路１５に比較出力（第２図Ｃ参照）を得、これをアン
ド回路１６に印加する。

同時にこのアンド回路１６には、Ａ／Ｄ変換器１１の出
力を印加するようにしであるから、アンド回路１６から
出力が取り出されてレジスター１４に記憶され、次に前
段に説明した作用に従って、比較回路１３によってＡ／
Ｄ変換器１１の出力と比較し、以下順次に、比較を繰り
返し、Ａ／Ｄ変換器１１の出力、したがって反射波の最
大値を捕捉する。

すなわち本発明のレジスター１４は、測定範囲における
反射波の振巾のうち常に最大値を記憶する機能を有する
から、異なる種類の反射波が到来しても、その内の最大
のものを確実に捕捉し、したがって海面反射波を正確に
検出できる。

次にアンド回路１７には、単安定マルチ１０及びクロッ
クパルス発振器１２の出力が印加しているから、単安定
マルチ１０の作動時間中に含まれるクロックパルスは次
段のカウンター１８に送られ計数したあとアンド回路１
９に及び、ここで前記のアンド回路１５からの出力が到
来する迄の計数値を選び、その値をレジスター２０に記
憶するレジスター２０に記憶された値は、微分回路２１
によって前記の単安定マルチ１０の終端を微分して得た
パルス（第２−Ｈ参照）がアンド回路２２に印加すると
同時に、後段のレジスター２３に移される。

したがってレジスター２３には、海底で超音波パルスを
送波し、海面の反射波が帰来する迄の時間を計数した値
が記憶されることになるから、このまメのデジタル値を
記憶してもよいまた必要に応じＤ／Ａ変換器２４でアナ
ログ値に変換して記録できることは勿論である。

以上の実施例では、反射波信号をＡ／Ｄ変換器でデジタ
ル化してレジスターで記憶し、これを順次に比較回露に
よって後続するＡ／Ｄ変換器の出力と比較し、反射波の
最大値を取り出すようにしたが、デジタル化しないで反
射信号をアナログのま５でも、構成を若干変更すれば同
様の目的を達することができる。

第３図はこの場合の実施例であり、デジタル処理した部
分をアナログ処理するように変えるためハツチングをつ
けて明示した通り、第１図のＡ／Ｄ変換器１１をピーク
ホールド回路イに、レジスター１４をサンプリングホー
ルド回路口に、そしてデジタル用比較回路１３をアナロ
グ用比較回路ハに置き代え、また第１図のアンド回路１
６を除外し、クロックパルス発振器１２の出力側の駆動
経路を一部変更しである。

なお第１図と第３図において同じ構成要素は同一符号で
示した。

作動の大筋は第１図と同様であるから、重複する点を除
いて簡単に述べると、第１図と同様にして得られた単安
定マルチ８の出力をピークホールド回路イに印加し、こ
こでピーク値を保持し、次にこの値とサンプリングホー
ルド回路口の出力とを比較回路ハで比較し、該比較回路
ハの出力と、前記クロックパルス発振器１２の出力とが
印加されるゲート回路１５から、前記サンプリングホー
ルド回路口のサンプリングパルスが送り出され、かくし
て順次に比較操作を継続し、ピークホールド回路イに蓄
えられる反射波の値が、サンプリングホールド回路口こ
記憶された値より大きいとき比較出力を得、クロックパ
ルスと共にアンド回路１５に印加して出力を取り出すよ
うにしてあり、その他の手段は第１図の場合と同様であ
る。

実施例では、海底の送受波器から海面に向って超音波を
発射し、海面までの距離を測定する場合について述べた
が、海面から海底までの水深を測定するいわゆる測深に
おいてもそのま５適用できることは申すまでもない。

以上の通り本発明は、目的とする反射波のレベルが、他
の反射波のレベルより大きい場合には、目的外の反射波
の影響を受けることなく、常に正確に目的とする反射波
を捕捉すると共に、超音波を送出してから目的とする反
射波が帰来する迄の時間を計測することができるので波
高の測定、水深の測定などに極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のブロックダイヤグラム、第２図は作動
説明図、第３図は他の実施例のブロックダイヤグラムで
ある。 １・・・海底、２・・・送波器、３・・・受波器、４・
・・海面、５・・・送信パルス発振器、６・・・受信増
巾器、７・・・検・波器、８・・・ゲート回路、９・・
・遅延回路、１０・・・単安定マルチ、１１・・・Ａ／
Ｄ変換器、１２・・・クロックパルス発振器、１３・・
・比較回路、１４，２０゜２３・・・レジスター、１５
，１６，１７，１９゜２２・・・アンド回路、２１・・
・微分回路、２４・・・Ｄ／Ａ変換器、イ・・・ピーク
ホールド回路、口・・・サンプリングホールド回路、ハ
・・・比較回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定の周期で水中に超音波を発射し、海面又は海底
   を検出する装置において、増巾検波されたあと、発振パ
   ルスで駆動される単安定マルチ１０の出力で制御されて
   所定時間ゲートを開くゲート回路８を通った反射信号を
   デジタル化するＡ／Ｄ変換器１１と、□該Ａ／Ｄ変換器
   １１のデジタル出力を記憶するレジスター１４と、該レ
   ジスター１４の出力と前記Ａ／Ｄ変換器１１の出力を比
   較する比較回路１３と、該比較回路１３が作動する毎に
   比較出力を取り出すアンド回路１５と、該アンド回路１
   ５の出力と前記Ａ／Ｄ変換器１１の出力とを受け、前記
   レジスター１４に出力を送るアンド回路１６とで構成さ
   れており、後続する反射信号と比較し、後続する反射信
   号の方が前に記憶したものより太きいときに、比較出力
   を取り出し以下順次に比較を繰り返し、反射信号の最大
   値を捕捉すると共に、前記ゲート回路８がゲートを開い
   ている時間中に含まれるクロスパルス発振器１２から送
   られるパルスを計数するカウンター１８と、該カウンタ
   ー１８の出力及び前記アンド回路１５の出力とが印加さ
   れるアンド回路１９と該アンド回路１９あ出力を記憶す
   るレジスター２０と、該レジスター２０の出力と前記単
   安定マルチ１０の出力の終端を微分して得られる微分回
   路２１の出力とが印加されるアンド回路２２とを有し、
   該アンド回路２２に上記微分回路２１の出力が印加され
   る同時に前記レジスター２０に記憶された値がレジスタ
   ー２３に移され、超音波を発射してから最大反射信号が
   帰来する迄の時間を計数した値を記憶するようにしたこ
   とを特徴とする反射波受信装置。 ２ 一定の周期で水中に超音波を発射し、海面又は海底
   を検出する装置において、増巾検波されたあと、発振パ
   ルスで駆動される単安定マルチ１０の出力で制御されて
   所定時間ゲートを開くゲート回路８を通った反射信号の
   ピーク値をホールドするピークホールド回路イと、該ピ
   ークホールド回路イの出力が印加されるサンプリングホ
   ールド回路口き、前記ピークホールド回路イの出力と該
   サンプリングホールド回路口の出力とを比較するアナロ
   グ用比較回路ハと、該アナログ用比較回路への出力及び
   クロックパルス発振器１２からのパルスが印加され、そ
   の出力を前記サンプリングホールド回路口のサンプリン
   グパルスとして送り出すアンド回路１５とで構成されて
   おり、後続する反射信号と比較し、後続する反射信号の
   方が前にサンプリングホールド回路口にホールドされた
   モノより大きいとき、比較出力を取り出し、以下順次に
   比較を繰り返し、反射信号の最大値を捕捉すると共に、
   前記ゲート回路８がゲートを開いている時間中に含まれ
   る前記クロックパルス発振器１２から送られるパルスを
   計数するカウンター１８と、該カウンター１８の出力及
   び前記アンド回路１５の出力とが印加されるアンド回路
   １９と、該アンド回路１９の出力を記憶するレジスター
   ２０と、該レジスター２０の出力と前記単安定マルチ１
   ０の出力の終端を微分して得られる微分回路２１の出力
   とがアンド回路２２とを有し、該アンド回路２２に上記
   微分回路２１の出力が印加されると同時に前記レジスタ
   ー２０に記憶された値がレジスター２３に移され、超音
   波を発射してから最大反射信号が帰来する迄の時間を計
   数した値を記憶するようにしたことを特徴とする反射波
   受信装置。