JPS58167983A - 超音波距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超酋波の伝播時間により標的までの距離ケ測
定する超曽波距離測定装置に関するものである。

従来の趙ｉｓ距離測定装置シは第１図に示す謙に基準く
り返し周期パルス発生器１で発生した基準くり返し周期
パルスａ（第り図ａ参照）に同期して送板パルス発生器
２で発生した速波パルスｂ（第２図す参照）を送波器５
に印加Ｌ〜、送波器５で超音波に変換し、標的４に発射
し、標的４で反射した超廿波パルス二を受波器５でア増
巾し、その信号ｃ（％２図Ｃ参照）會全波堅流器７で検
波し、横波出力ｄ（第４図８参照）としてレベル弁別器
９に導り、しきい値設雑器８に設定されているしき°い
値と比較し、反射レベルがしきい値より大きいときに受
信判別がなされ、送信から受信までの往復時間をカウン
ター１０で計数して距離情報として出方する形式％式％ なお、この場合、カンウタ−１０はレベル弁別器９から
の信号によりセットされ、基準くり返し周期パルス発生
器１０発生する基準くり返し周期パルスａによ・ってリ
セットされる様になっていた。

しかしながら、超せ波の伝播過程において、標的４から
の反射パルスは標的の反射偵失や媒質内の伝播損失の変
化等により振巾が変化して【７まうととは避けられず、
一定振巾の反射バルオヶ受信−１６ｊ＆は、雛薔あった
。そ、。。

様に一定の振巾を受信できない時には第２図ｄに示す通
抄レベル弁別の過程にお６て送受信系の過渡的立上り特
性に起因する誤差がバラツキとして出現していた６即ち
、第２図ｄの様に反射パルスの振巾が異る場合には同パ
ルスの立上りからしきい値に達するま、での時間τ３．
τ、はそれぞれ異ってしまい、このバラツキは最大τ。

になｚｏ 従って従来の叩音波距離測足装置においては反射パルス
の振巾のバラツキに起因する測定誤差は避けられず正確
な距離測定は不可能であった。

この発明はかかる従来の超音波距離測定表置の欠点を除
去するものであり、検波後の信号を帯域濾波器を通過さ
せた後、この信号の零交叉を検出することにより反射パ
ルスの振巾にバラツキがある場合でも極めて正確に距離
測定を行うことができる超音波距離測定４＆直を提案す
ることを目的とするものである。

以下図面に示すこの発明の一実施例に基づいてその構成
ｔｌ−説明する。

第３層はこの発明の一実施例のブロックダイアグラムで
おりｓ　Ｆ］ｉｌ記した従来の超酋波距離測定装置と同
一部分は同一符号を付して説明を省略する・ この冥施例においては一波器７の出力側に帯域濾波器１
１を接続し、この帯域濾波器１１の出力ｅ（第４図８参
照）を零クロスコン・くレータ−１２に送る様になって
おり、との零クロスコンパレーター１２の出力及びレベ
ル弁別器９の出力はゲート回路１３に送られ、ここにお
いて零クロスコンパレーター出力とレベル弁別器９の出
力とで、波形合成がなされ、固定遅延時間だけ遅れて反
射エコーの立上、９が検出される。

なお、基準くり返し周期パルス発生ｍ１の基準くり返し
周期パルスは遅姑回路１４にも送られる葎になっており
、固定遅延時間Δτだけここで遅らされて、この信号は
カウンター１０に送られ、リセットトリガーとして用い
られる。

又、前記ゲート１３からの信０号ｆはカウンター１０の
セットトリガーとして用いられる。次にその動作を説明
すると、基準くり返し周期パルス兄生器１に同期して送
波パルス発生器２の出力が送波器３に印加される。そし
てこの送波器３から標的４に向って発射された超音波パ
ルスｑよ受波器５で受波され、Ｒｙ場巾器６、検波器７
を軽てレベル弁別器９に送られ、しきい値設定器８に設
定されているしきい値と比較され、反射ルベルがしきい
値より大きいとゲート１３に信号が送られる・又、前゛
記構波器７からは帯域濾波器１１にも検波出力が送られ
ており、この帯域濾波器１ｆｔ−径由した後学クロスコ
ンパレーター出゛力が前記ゲート回路１３に送られ、こ
のゲート回路１３でレベル弁別器９の出力と苓クロスコ
ンパレーター出力とで波形合成が行われる。この波形合
成された信号ｆは固定遅延時間Δτだけ位相が遅れてい
る。そしてこの信号ｆはカウンター１０に送られる◎又
、このカウンター１０には基準くり返し周期パルス発生
器１から遅延回路１４を介して基準くり返し周期パルス
がリセット信号Ｒとして送られている。

なお、この信号は遅延回路１４により零クロスコンパレ
ーターの弁別出力の遅れ時間と一致するΔτだけ遅延し
てカウンター１０に入力する様になっていｂｏ 従ってゲート回路１５ＹＫよって合成されたΔτだけ遅
延した信号ｆによってカウンター１０がセットされ、カ
ウンターが積算を行ってもそのリセットは同じくΔτだ
け遅延して行われる為、この遅延時間Δτは補正された
こととなる。

従って、受波信号の振巾が一定しない場合でも測定結果
に大きな誤差が生ずることはなく、極めて正確に距離の
測定を行うことができる〇なお、実験によればこの実施
猶のものは反射振巾が５倍変動したときのフルスケール
に対する誤差はα７％以内であり、５％程にの誤差が発
生した従来のものに比して著しく正確な測定を行うこと
ができる効果を有する。

次に第５図はこの発明の他の実施例であり、□・。

前記実施例におけるゲート回路１３のかわりに７リツプ
フロツプ１５を設けたものであり、零クロスコンパレー
ター１２の出力をセット信号、レベル弁別器９の出力を
リセット信号と１７、該フリップフロップ１５はレベル
弁別器９からの最初の信号で起動し、零クロスコンパレ
ーター１２からの最初の信号でもとへもどる様になって
いる。従って、′カウンター１０のセット人力ｉ［初の
零クロスコンパレーターの出力に同期し、カウント停止
することとなる。

なお、第６図はこの実施例における回路各部の信号波形
のタイムチャートである。

そして、この実施例においてもフリップフロップ１５に
よって合成されたΔτだけ遅延した信号ｆによってカウ
ンター１０がセットされ、カウンター１０が積算を行っ
てもそのり゛セットは同じくΔτだけ遅延して行われる
為、この遅ＭＷ間Δτは補正されたこととなる。

従って、前記実施例の場合と受波信号の振巾が一定しな
い場合でも測定結果に大きな誤差が生ずることがない。

この葎にこの発明に係る超音波距離測定Ｈ’＋ｔにおい
ては標的の反射損失や媒質内の伝播損失の変化がある場
合でも従来のものに比して著（７く小さな誤差で距Ｘ＋
ｔの測定ができるすぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波距離測定装置のブロックダイアダ
ラム、第２図はその各部に発生する信号の波形図、第３
図はこの発明の一実施例のブロックダイアダラム、第４
図はその各部に発生する信号の波形図、第５図は他の実
施例のブロックダイアダラム、第６図はその信号の波形
層である。又、図中１は基準くり返し陶期・；ルス発生
器、２は送波パルス発生、器、５は送波器。 ４は標的、５は受渡器、６はＲＦ増巾器、７は全波贅流
器、８はしきい値設定器、９はレベル弁別器、１０はカ
ウンター、１１は帯域濾波器。 １２は零りロスコンパＶ−ター、１３はゲート回路、１
４は遅延回路である０ 第１図 第２図 Ｑｌ−一一一一一部」−一一一一一 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　基準くり返し同期パ゛ノ１ス発生器で発生す
   る基準くり返し周期パルスに同期して超旨波パルスを送
   波器から標的に向けて発射し、反射エコーを受波器で受
   けＲＦ増巾した後金放談流器により検波し２．レベル弁
   別器によりレベル弁別を行い受波信号の到達時間から標
   的ま　　五での距ｌｌＩを測足する超蛭波距−測定映、
   ｌにおいて、 検波器の出力側に検波出力、髪入力する帯域濾波器を設
   け、その出力側に零りロスコンパｌｚ−ターｔ’襞ＩＬ
   、、との零クロスコンパレーターの出力側と前記レベル
   弁別器の出力側とに肉′出力信号により波形合成を行う
   ゲート回珀を接続し、ここで波形合成された信号をセッ
   ト信号として、カウンターに送る葎にし、一方このカウ
   ンターに前記基準くり返Ｅ２局期パにし、この遅延出力
   信号をリセット信号とＥ７て用いる餞にしたことｔ特許
   とする超行波距１ＩＩＩ　υ１り定装７　。
2. （２）岑クロスコンパレーターの出力からカウンターの
   セット入力までの間に挿入するゲート回路のかわりにフ
   リップフロップを挿入［７たこと金特徴とする特許請求
   範囲第１項記載の超音“波距離測定装置。