JPS5821168A - 潮流測定装置 - Google Patents
潮流測定装置Info
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- JPS5821168A JPS5821168A JP11985981A JP11985981A JPS5821168A JP S5821168 A JPS5821168 A JP S5821168A JP 11985981 A JP11985981 A JP 11985981A JP 11985981 A JP11985981 A JP 11985981A JP S5821168 A JPS5821168 A JP S5821168A
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- Japan
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- signal
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- tidal current
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
- G01P5/242—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect involving continuous, e.g. modulated or unmodulated, waves
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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。
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、水中に超音波信号を送受波して潮流速度を
測定する装置に関する。
測定する装置に関する。
水中に超音波信号を送波すると、海底で反射する海底反
射波と水中で反射する水中反射波とが得られる。そして
、それぞれの反射波は音波の送波源との相対速度に応じ
たドプラ効果を受けて、相対速度に対応した量だけ受信
周波数が偏移する。
射波と水中で反射する水中反射波とが得られる。そして
、それぞれの反射波は音波の送波源との相対速度に応じ
たドプラ効果を受けて、相対速度に対応した量だけ受信
周波数が偏移する。
従って、受信した海底反射周波数と水中反射周波数と全
比較すると、水中反射波の反射源、すなわち、潮ｍｌの
速度を知ることができる。
比較すると、水中反射波の反射源、すなわち、潮ｍｌの
速度を知ることができる。
上記において、海底反射波は信号強度が比較的強いから
容易に検出できる。しかし、水中反射波は、一般に、非
常に微弱な信号であるため、雑音との識別が比較的困難
である。一般に、このような微弱信号を検出する場合、
フィルター回路が用いられる。フィルター回路は、その
通過帯域を狭くするに従って検出信号のＳ／Ｎ比を向上
させることができる。しかし、上記のような水中反射波
は、その受信周波数が船速に応じだドプラ効果により変
化するから、フィルター回路の１ｍ過帯域をあまり狭く
することができない。そのため、従来は上記水中反射波
の検出を一定以上のＳハ比で検出することができなかっ
た。
容易に検出できる。しかし、水中反射波は、一般に、非
常に微弱な信号であるため、雑音との識別が比較的困難
である。一般に、このような微弱信号を検出する場合、
フィルター回路が用いられる。フィルター回路は、その
通過帯域を狭くするに従って検出信号のＳ／Ｎ比を向上
させることができる。しかし、上記のような水中反射波
は、その受信周波数が船速に応じだドプラ効果により変
化するから、フィルター回路の１ｍ過帯域をあまり狭く
することができない。そのため、従来は上記水中反射波
の検出を一定以上のＳハ比で検出することができなかっ
た。
この発明は、手記のような水中反射波をフィルター回路
の通過帯域を極力狭くして検出し得る装置を目的とする
。出願人は、この種の装置として、この装置は、狭帯域
フィルターの中心周波数を海底反射波のドプラ量に応じ
て制御するため、装置的に比較的複雑になる傾向がある
。この発明は、中心周波数が固定の狭帯域フィルターを
用いて水中反射Ｖを検出し得る装置を実現する。
の通過帯域を極力狭くして検出し得る装置を目的とする
。出願人は、この種の装置として、この装置は、狭帯域
フィルターの中心周波数を海底反射波のドプラ量に応じ
て制御するため、装置的に比較的複雑になる傾向がある
。この発明は、中心周波数が固定の狭帯域フィルターを
用いて水中反射Ｖを検出し得る装置を実現する。
井ず、この発明の原理について説明すると、水中から帰
米する水中反射波は潮流と船の相対速度に応じた量だけ
周波数が偏移している。他方、海底から帰来する反射ｖ
は、海底と船の相対速度、従って、船の絶対速度に応じ
た量だけ周波数が偏移する。従って、水中反射波の周波
数偏移から海底反射波の周波数偏移整差引くと、潮流に
よる周波数偏移を得ることができる。一般に、潮流は速
度が比較的小さく、又、測足の対称となる速度が比較的
小さい場合が多い。その結果、水中反射波の周波数成分
から船速による周波数偏移を差引くと、周波数偏移の極
めて小さい潮流成分のみになるから、通過帯域が極めて
小さいフィルターを用いて水中反射波検出することがで
きる。
米する水中反射波は潮流と船の相対速度に応じた量だけ
周波数が偏移している。他方、海底から帰来する反射ｖ
は、海底と船の相対速度、従って、船の絶対速度に応じ
た量だけ周波数が偏移する。従って、水中反射波の周波
数偏移から海底反射波の周波数偏移整差引くと、潮流に
よる周波数偏移を得ることができる。一般に、潮流は速
度が比較的小さく、又、測足の対称となる速度が比較的
小さい場合が多い。その結果、水中反射波の周波数成分
から船速による周波数偏移を差引くと、周波数偏移の極
めて小さい潮流成分のみになるから、通過帯域が極めて
小さいフィルターを用いて水中反射波検出することがで
きる。
第１図は上記原理に基づくこの発明の実７Ｍ例を示す。
同図において、■は送信器で送信周波数ｆ。の信号で超
音波送受波器２を励振する。超音波送受波器２は励振信
号に基づいて、船底から斜下方向の海底炉内けて超音波
信号を送信する。第２図ａは超音波送受波器２から送波
される超汁談個号を示し、パルス状伯号がくり返し送波
される。
音波送受波器２を励振する。超音波送受波器２は励振信
号に基づいて、船底から斜下方向の海底炉内けて超音波
信号を送信する。第２図ａは超音波送受波器２から送波
される超汁談個号を示し、パルス状伯号がくり返し送波
される。
超音波送受波器２から送波された超音波信号は水中及び
海底で反射されて、貴び超音波送受波器２に受波された
後、受信器３へ送出される。第２受信器３は受波信号す
を増巾した後、バンドパスフィルター４及び混合回路】
１へ送出する。バンドパスフィルター４は通過帯域が極
めて広く設犀され、送信周波数ｆ。が船速によって周波
数偏移した場合でも充分に検出できるように設定されて
て、帯域通過フィルター４を通過した受信信号すは検波
回路５へ送出されると同時に、比較回路７へも送出され
る。
海底で反射されて、貴び超音波送受波器２に受波された
後、受信器３へ送出される。第２受信器３は受波信号す
を増巾した後、バンドパスフィルター４及び混合回路】
１へ送出する。バンドパスフィルター４は通過帯域が極
めて広く設犀され、送信周波数ｆ。が船速によって周波
数偏移した場合でも充分に検出できるように設定されて
て、帯域通過フィルター４を通過した受信信号すは検波
回路５へ送出されると同時に、比較回路７へも送出され
る。
構成回路５は受信信号１）の包絡線成形を検出するもの
で、その包絡線波形に基づいて海底反射波検出器６が海
底反射波Ｒｇを検出する。海底反射波Ｒｇは水中反射波
に比して信号レベルが極めて太きいから、そのレベル差
を利用して容易に検出することができる。
で、その包絡線波形に基づいて海底反射波検出器６が海
底反射波Ｒｇを検出する。海底反射波Ｒｇは水中反射波
に比して信号レベルが極めて太きいから、そのレベル差
を利用して容易に検出することができる。
海底反射波検出器６は海底反射波Ｒｇを検出してその検
出出力に基づいて比較回路７を動作させる。
出出力に基づいて比較回路７を動作させる。
すなわち、比較回路７は、海底反射波Ｒｇの出現時のみ
動作を行なうもので、帯域通過フィルター４を通過した
海底反射波と周波数可変発振器８の発振周波信号との周
波数比較を行なう。そして、比較回路７ｆｌ−ｊ：その
比較結果に基づいて、可変発振器８の発振周波数が海底
反射周波数に一致するように周波数制御を行なう。なお
、比較回路７は上記周波数比較を断続的に行ない、その
比較結果を次の海底反射波が受波されるまでの間保持す
る。
動作を行なうもので、帯域通過フィルター４を通過した
海底反射波と周波数可変発振器８の発振周波信号との周
波数比較を行なう。そして、比較回路７ｆｌ−ｊ：その
比較結果に基づいて、可変発振器８の発振周波数が海底
反射周波数に一致するように周波数制御を行なう。なお
、比較回路７は上記周波数比較を断続的に行ない、その
比較結果を次の海底反射波が受波されるまでの間保持す
る。
従って、可変発振器８は海底反射数と同一周波の連続波
を送出し、その周波信号が船速演算回路１６へ導かれる
。船速演算回路１６は、可変発振器８の発振周波信号、
従って、海底反射周波信号の送信信号ｆ。に対する周波
数偏移△ｆｇに基づいて船速を演算する。
を送出し、その周波信号が船速演算回路１６へ導かれる
。船速演算回路１６は、可変発振器８の発振周波信号、
従って、海底反射周波信号の送信信号ｆ。に対する周波
数偏移△ｆｇに基づいて船速を演算する。
又、可変発振器８の出刃周波信号は混合回路９へ送出さ
れて局部発振器１０の発振周波信号ｆｘと混合される。
れて局部発振器１０の発振周波信号ｆｘと混合される。
混合回路９の出刃周波信号はフィルター回路１８へ送出
されて特定の周波成分がｊζ出される。可変発振器８の
発振周波信号を（ｆｏ＋△ｆｇ）。
されて特定の周波成分がｊζ出される。可変発振器８の
発振周波信号を（ｆｏ＋△ｆｇ）。
局部発振器１０の発振周波信号をｆｘとすると、その混
合出力は（ｆｏ＋△ｆｇ）±ｆｘとなり、フィルター回
路１８はこの混合出力のうちから差周波信号（ｆ、＋ム
ｆｇ） −ｆｘを選出して送出する。
合出力は（ｆｏ＋△ｆｇ）±ｆｘとなり、フィルター回
路１８はこの混合出力のうちから差周波信号（ｆ、＋ム
ｆｇ） −ｆｘを選出して送出する。
フィルター回路１８の出力信号は混合回路１１へ婆かれ
て受信器３から送出される受信信号との混合が行なわれ
る。混合回路１１の混合出刃は帯域通過フィルター１２
へ送出されて特定の周波信号が選出される。
て受信器３から送出される受信信号との混合が行なわれ
る。混合回路１１の混合出刃は帯域通過フィルター１２
へ送出されて特定の周波信号が選出される。
＋△ｆｗ）とすると、混合回路１１の混合出刃は（ｆＩ
ｆ−１−△ｆｗ）±（ｒｏ十△ｆｇ−ｆｘ）となり、こ
の周波成分のうち差周波成分に着目１゛ると、 （△ｆｗ−△’ｇ）＋ｒｘ となる。この周波成分のうち、△ｆｗは潮流と船の相対
速度によって生じるドプラ成分を表わし、船の絶対速度
によって生じるドプラ成分と潮流の絶対速度との合計し
たもので表わされる。船の絶対速度に対応するドプラ成
分は上記がら明きらがなように△ｆｇで与えられるから
、 △ｆｗ−△ｆｇ−△ｆｃ となり、潮流の絶対速度に対応するドプラ成分△ｆｃが
得られる。
ｆ−１−△ｆｗ）±（ｒｏ十△ｆｇ−ｆｘ）となり、こ
の周波成分のうち差周波成分に着目１゛ると、 （△ｆｗ−△’ｇ）＋ｒｘ となる。この周波成分のうち、△ｆｗは潮流と船の相対
速度によって生じるドプラ成分を表わし、船の絶対速度
によって生じるドプラ成分と潮流の絶対速度との合計し
たもので表わされる。船の絶対速度に対応するドプラ成
分は上記がら明きらがなように△ｆｇで与えられるから
、 △ｆｗ−△ｆｇ−△ｆｃ となり、潮流の絶対速度に対応するドプラ成分△ｆｃが
得られる。
従って、バンドパスフィルター１２の通過帯域を
（△ｆｃ−１〜ｆｘ）
となるように設定すると、混合回路１１の出刃周波信号
中から、送信周波信号が潮流によって偏移した周波成分 （△ｆｃ＋ｆｘ） 全検出することができる。この場合、潮流によるドプラ
成分△ｆｃは比較的小さく、又、測定目的に応じて極め
て小さく設定することが可能である。
中から、送信周波信号が潮流によって偏移した周波成分 （△ｆｃ＋ｆｘ） 全検出することができる。この場合、潮流によるドプラ
成分△ｆｃは比較的小さく、又、測定目的に応じて極め
て小さく設定することが可能である。
従ッテ、バンドパスフィルター１２の通過帯域を極力小
さくして潮流成分 （△ｆｃ＋ｆｘ） を選出することができる。
さくして潮流成分 （△ｆｃ＋ｆｘ） を選出することができる。
バンドパスフィルター１２の出刃は比較回路１４へ送出
されて可変発振器１５の発振周波信号と周波数比較が行
なわれる。比較回路１４は画周波信号を比較して、可変
発振器１５の発振周波信号をバンドパスフィルター１２
の出力信号（△ｆｃ 十ｆｘ ）に一致するように周波
数制御を行なう。なお、比Ｑり回路１４は上記周波数比
較をバンドパスフィルター１２の出力が送出される毎に
断続的に行ない、比較結果をバンドパスフィルター１２
から次の出刃が送出されるまでの間保持する。又、比較
回路１４の上記断続的比較動作は水中反射波検出器１３
に基づいて行なわれ、水中反射波検出器１３は送信器１
の出力に基づいて、第２（８）Ｃに示すように送波パル
スａの送波後、水中反射波Ｒｗの出現する時間ｔ２から
ｉ＝まで持続するゲートｖを送出する。
されて可変発振器１５の発振周波信号と周波数比較が行
なわれる。比較回路１４は画周波信号を比較して、可変
発振器１５の発振周波信号をバンドパスフィルター１２
の出力信号（△ｆｃ 十ｆｘ ）に一致するように周波
数制御を行なう。なお、比Ｑり回路１４は上記周波数比
較をバンドパスフィルター１２の出力が送出される毎に
断続的に行ない、比較結果をバンドパスフィルター１２
から次の出刃が送出されるまでの間保持する。又、比較
回路１４の上記断続的比較動作は水中反射波検出器１３
に基づいて行なわれ、水中反射波検出器１３は送信器１
の出力に基づいて、第２（８）Ｃに示すように送波パル
スａの送波後、水中反射波Ｒｗの出現する時間ｔ２から
ｉ＝まで持続するゲートｖを送出する。
このゲート波Ｃは比較回路１４へ送出され、比較回路１
４はゲート波Ｃの持続時間のみ比較動作を行なうことに
より、水中反射波Ｒｗと可変発振器１５の発振周波信号
との周波数比較を行なう。
４はゲート波Ｃの持続時間のみ比較動作を行なうことに
より、水中反射波Ｒｗと可変発振器１５の発振周波信号
との周波数比較を行なう。
以上の結果、可変発１辰器１５の周波信号は水中反射波
Ｒｗのうち潮流速度に対応する周波信号（△ｆｃ＋ｆｘ
）と同周波に制御される。そｊ〜て、この周波信号は潮
流演算回路１７へ送出され、潮流演算回路１７は上記周
波信号（△ｆｃ＋ｆｘ） のうちから、潮流による周波
数偏移量△ｆｃヲ検出して潮流速度を演算する。
Ｒｗのうち潮流速度に対応する周波信号（△ｆｃ＋ｆｘ
）と同周波に制御される。そｊ〜て、この周波信号は潮
流演算回路１７へ送出され、潮流演算回路１７は上記周
波信号（△ｆｃ＋ｆｘ） のうちから、潮流による周波
数偏移量△ｆｃヲ検出して潮流速度を演算する。
以上説明のように、この発明によると、水中反射波のう
ちから、船速による周波数偏移分をあらかじめ除去して
、潮流成分を営む周波信号のみをバンドパスフィルター
１２で選出するようになされている。そ１−て、潮流に
よる周波数偏移は比較釣手さいから、バンドパスフィル
ター１２の帯域通過周波数を極力狭くして信号を選出す
ることができる。従って、検出信号が非常に微弱な信号
である場合でも、良好なＳ／′Ｎ比で潮流信号を検出す
ることができる。
ちから、船速による周波数偏移分をあらかじめ除去して
、潮流成分を営む周波信号のみをバンドパスフィルター
１２で選出するようになされている。そ１−て、潮流に
よる周波数偏移は比較釣手さいから、バンドパスフィル
ター１２の帯域通過周波数を極力狭くして信号を選出す
ることができる。従って、検出信号が非常に微弱な信号
である場合でも、良好なＳ／′Ｎ比で潮流信号を検出す
ることができる。
なお、上記においては、混合回路９は可変発振器８と局
部発振器１０の周波信号を混合するようになされている
が、混合回路９はバンドパスフィルター４の出力と局部
発振器１０の出力とを混合して、その混合出刃と可変発
振器８の発振周波信号とを比較回路７で周波数比較して
も良い。又、この場合、混合回路１１は可変発振器８の
出力と受信器３０出刃とを混合すればよい。
部発振器１０の周波信号を混合するようになされている
が、混合回路９はバンドパスフィルター４の出力と局部
発振器１０の出力とを混合して、その混合出刃と可変発
振器８の発振周波信号とを比較回路７で周波数比較して
も良い。又、この場合、混合回路１１は可変発振器８の
出力と受信器３０出刃とを混合すればよい。
第１図はこの発明の笑施例を示し、第２図はその動作ｋ
ｇ兄明するための波形図を示す。 特許出願人 古野電気株式会社
ｇ兄明するための波形図を示す。 特許出願人 古野電気株式会社
Claims (3)
- （１）水中に超音数信号を送波して海底からの反射波及
び水中からの反射波をそれぞれ受信し、それぞれの反射
波が受けるドプラ効果の相異に基づいて潮流の速度を検
出する装置において、 上記反射波中から水中反則波と海底反射波のレベル差を
利用して海底反射波を選出する海底反射Ｖ選出回路と、 該選出した海底反射信号とあらかじめ用意した局部発振
周波信号とを混合する第１の混合回路と、上記海底反射
信号と局部発振周波信号の混合信号と上記反射波とを混
合する第２の混合回路と、該第２の混合回路の出力周波
信号中から上記局部発振周波数を上記潮流速度のあらか
じめ設定した最大速度に関連する周波数だけ偏移させた
周波成分を抽出するフィルターとを具備し、該フィルタ
ーを通過した周波信号中に言まれろ水中反射波と上記海
底反射波とを用いて上記潮流速度を検出することを特徴
とする潮流測定装置。 - （２）第１の混合回路が上記海底反射信号と同周波に周
波数制御された制御信号と上記局部発振周波信号とを混
合するようになされていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の潮流測定装置。 - （３）第２の混合回路が、上記第１の混合回路から送出
される上記海底反射信号と局部発振周波信号の混合信号
と同周波に周波数制御された制御信号と上記反射波とを
混合するようになされていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の潮流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11985981A JPS5821168A (ja) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | 潮流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11985981A JPS5821168A (ja) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | 潮流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5821168A true JPS5821168A (ja) | 1983-02-07 |
| JPH0226743B2 JPH0226743B2 (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=14772033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11985981A Granted JPS5821168A (ja) | 1981-07-29 | 1981-07-29 | 潮流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161461A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Canon Inc | 定着方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5182658A (en) * | 1974-09-03 | 1976-07-20 | Badger Meter Inc | Kanno nakano ryutaino ryusokuo sokuteisuruhohooyobi sochi |
-
1981
- 1981-07-29 JP JP11985981A patent/JPS5821168A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5182658A (en) * | 1974-09-03 | 1976-07-20 | Badger Meter Inc | Kanno nakano ryutaino ryusokuo sokuteisuruhohooyobi sochi |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161461A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Canon Inc | 定着方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226743B2 (ja) | 1990-06-12 |
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