JPS5836752B2 - 音波探査方法 - Google Patents
音波探査方法Info
- Publication number
- JPS5836752B2 JPS5836752B2 JP50103524A JP10352475A JPS5836752B2 JP S5836752 B2 JPS5836752 B2 JP S5836752B2 JP 50103524 A JP50103524 A JP 50103524A JP 10352475 A JP10352475 A JP 10352475A JP S5836752 B2 JPS5836752 B2 JP S5836752B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- reflector
- axis
- moving speed
- directivity
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
大気中に存在する温度躍層とか逆転層などを検出したり
、更には之等の空間的な移動速度を正確かつ速やかに刻
々知ることは、大気汚染の予防や監視などの面で極めて
重要である。
、更には之等の空間的な移動速度を正確かつ速やかに刻
々知ることは、大気汚染の予防や監視などの面で極めて
重要である。
また港湾や内海などにおいては、潮流とか温排水の深度
別の流向および流速を刻々監視して、海水汚染の予防に
供することも同様に重要な問題である。
別の流向および流速を刻々監視して、海水汚染の予防に
供することも同様に重要な問題である。
このため、大気の観測には比較的周波数の低い音波を利
用した装置、すなわち一般に６音波レーダー”と呼ばれ
る装置が使われ、水中に対しては水中音波を利用した探
知装置、例えば漁群探知機などを母体とした装置が使わ
れていることは周知の通りである。
用した装置、すなわち一般に６音波レーダー”と呼ばれ
る装置が使われ、水中に対しては水中音波を利用した探
知装置、例えば漁群探知機などを母体とした装置が使わ
れていることは周知の通りである。
本発明は之等観測装置の改良に関するもので、取扱いの
便利を計り、装置を簡略化して価額の低減にも寄与する
ように意図したもので、次に詳細に説明する。
便利を計り、装置を簡略化して価額の低減にも寄与する
ように意図したもので、次に詳細に説明する。
以下の説明に当っては大気の場合を例にとるけれど、水
中においても全く同じ考え方が成り立つのは明らかであ
るから、複雑を避けるため水中に就での説明は省略し、
始めに本発明の主旨を理解する上の便宜を計り、従来の
測定要領を述べる。
中においても全く同じ考え方が成り立つのは明らかであ
るから、複雑を避けるため水中に就での説明は省略し、
始めに本発明の主旨を理解する上の便宜を計り、従来の
測定要領を述べる。
第１−１図に示す通りＸ軸上にＢ点を、そしてＹ軸上に
Ｃ点を設け、Ｘ軸とＹ軸の交はるところをＡ点とする。
Ｃ点を設け、Ｘ軸とＹ軸の交はるところをＡ点とする。
こ＼でＸ軸とＹ軸は一般に直交せしめるが、必ずしも直
交しないで任意の角度で交叉するようにしても良い。
交しないで任意の角度で交叉するようにしても良い。
次に之等ＡとＢおよびＣ点に、それぞれ指向性の鋭い送
波器と受波器を設置し、Ａ点からＺ軸方向に鋭い指向性
の音波ビームａを放射すると、例えば温度飛躍層などの
反射体があれば、その高度ＡＰが測定できる。
波器と受波器を設置し、Ａ点からＺ軸方向に鋭い指向性
の音波ビームａを放射すると、例えば温度飛躍層などの
反射体があれば、その高度ＡＰが測定できる。
そして温度飛躍層が上昇（または下降）するとドップラ
ー効果のため、反射波の周波数は発射したもとの周波数
と異るから、偏差周波数を検出することによってＡ点か
らみた移動速度成分■Ａが判る。
ー効果のため、反射波の周波数は発射したもとの周波数
と異るから、偏差周波数を検出することによってＡ点か
らみた移動速度成分■Ａが判る。
次にＢ点およびＣ点の音波ビームｂとＣを、反射体の位
置Ｐの方向に向けると、前回と同様にＢ点から反射体ま
での距離ＢＰと移動速度成分■いおよひＣ点から反射層
までの距離ＣＰと移動速度或分■ｃが検出されるから、
之等を綜合してＡＰ、ＡＢＸＡＣおよび＜ＢＡＣと、Ｂ
点とＣ点からの仰角θＢとθＣなどをパラメーターにし
て電算機その他適宜の装置で処理すれば、Ｐ点の移動速
度と移動方向を算出できる。
置Ｐの方向に向けると、前回と同様にＢ点から反射体ま
での距離ＢＰと移動速度成分■いおよひＣ点から反射層
までの距離ＣＰと移動速度或分■ｃが検出されるから、
之等を綜合してＡＰ、ＡＢＸＡＣおよび＜ＢＡＣと、Ｂ
点とＣ点からの仰角θＢとθＣなどをパラメーターにし
て電算機その他適宜の装置で処理すれば、Ｐ点の移動速
度と移動方向を算出できる。
以上の例は、ＡとＢおよびＣ点にそれぞれ送波器と受波
器を設置した場合であるが、反射体からは乱反射が得ら
れるから、Ａ点に送波器と受波器を設置し、ＢとＣ点に
は受波器だけを設置して、上述の手法に準じて反射体の
移動速度と移動方向を求めることができる。
器を設置した場合であるが、反射体からは乱反射が得ら
れるから、Ａ点に送波器と受波器を設置し、ＢとＣ点に
は受波器だけを設置して、上述の手法に準じて反射体の
移動速度と移動方向を求めることができる。
具体的に説明すると、第１−１図においてＡ点の送波時
刻を基準にして受波点Ａ，Ｂ，ＣのＰ点からの反射波を
受ける時刻は、Ａ点の送波時刻を基準にし、音速度をＣ
。
刻を基準にして受波点Ａ，Ｂ，ＣのＰ点からの反射波を
受ける時刻は、Ａ点の送波時刻を基準にし、音速度をＣ
。
とすると、こ＼でＡ点の受波信号は、Ｐ点の移動速度に
よって、音波の入射時と反射時の２回ドップラーシフト
を受ける。
よって、音波の入射時と反射時の２回ドップラーシフト
を受ける。
（このシフト量をＪｆ人とする）このシフト量から求め
たａ方尚の移動速度をＶＡとする。
たａ方尚の移動速度をＶＡとする。
またＢ点の受波信号は、Ｐ点の移動速度によって、入射
時にはａ方尚のドップラーシフトを、また反射時にはｂ
方向のドップラーシフトを受ける。
時にはａ方尚のドップラーシフトを、また反射時にはｂ
方向のドップラーシフトを受ける。
そこでＢ点の受波信号のドップラーシフト量からａ方向
のシフト量ＡｆＡを差引いてｂ方向の移動速度Ｖ１３を
求める。
のシフト量ＡｆＡを差引いてｂ方向の移動速度Ｖ１３を
求める。
Ｂ点と同様にＣ点の受波信号からＣ方尚の移動速度■ｃ
を求める。
を求める。
尚、ＶＢ１Ｖｃの速度は、■６の値を求めた後のｔＢ−
ｔＡ及びｔＱ−ｔＡ後に算出する。
ｔＡ及びｔＱ−ｔＡ後に算出する。
次にＰ点を座標の中心にとって示した第１−２図及び第
１−３図を用いて説明する。
１−３図を用いて説明する。
Ａ，Ｂ，Ｃ点でそれぞれ求めた移動速度の成分■え、■
８及び■ｃの値を基にして、反射体の移動速度■ｃと、
この■ｃをＸＹ千面上に投影してみた場合のＸ軸からの
偏角θＨ及びＸＹ平面からの俯角θ■を算出する要領は
次の通りである。
８及び■ｃの値を基にして、反射体の移動速度■ｃと、
この■ｃをＸＹ千面上に投影してみた場合のＸ軸からの
偏角θＨ及びＸＹ平面からの俯角θ■を算出する要領は
次の通りである。
，ＸＹ平面上に投影した■ｃの成分をＶＨ（第１−３図
イ参照）のＸＸＹ軸に対する成分を■Ｘ、■Ｙとし、次
にＶｏのＸＺとＹＺの各面に投影した成分（第１−３図
の口及びハ参照）をＶＡＸ，ＶＡＹとし、ＶＡＸとＸ軸
、ＶＡＹとＹ軸との角度をそれぞれφＢ１ φＣとする
。
イ参照）のＸＸＹ軸に対する成分を■Ｘ、■Ｙとし、次
にＶｏのＸＺとＹＺの各面に投影した成分（第１−３図
の口及びハ参照）をＶＡＸ，ＶＡＹとし、ＶＡＸとＸ軸
、ＶＡＹとＹ軸との角度をそれぞれφＢ１ φＣとする
。
なおｂとＸ軸、ＣとＹ軸との角度はθＢ１ θＣである
から、ＸＺ面（第１−３図口参照）において、 となり、反射体の移動速度と移動方向が求められる。
から、ＸＺ面（第１−３図口参照）において、 となり、反射体の移動速度と移動方向が求められる。
ところで従来の測定は上述の説明から明らかな通り、望
む高度に合せてその都度受波器の指向方向を合せなけれ
ばならないので取扱いが甚だ不便である。
む高度に合せてその都度受波器の指向方向を合せなけれ
ばならないので取扱いが甚だ不便である。
すなわち大気の観測においては、音波の吸収減衰を考慮
すると高周波を利用できないので、普通は１〜２ＫＨｚ
程度の低周波を使い、かつ方位分解能を得るため直径が
数米の口径面を要し、また高度は数百米から１０００米
程度を対象とするからＡＢとＡＣの距離は同じ程度が望
ましい、したがって測定高度が変化すると、その変化に
対応して大型の受波器を遠隔制御して動かさなければな
らないから、装置が大掛りとなると共に高価になるのを
避けられない。
すると高周波を利用できないので、普通は１〜２ＫＨｚ
程度の低周波を使い、かつ方位分解能を得るため直径が
数米の口径面を要し、また高度は数百米から１０００米
程度を対象とするからＡＢとＡＣの距離は同じ程度が望
ましい、したがって測定高度が変化すると、その変化に
対応して大型の受波器を遠隔制御して動かさなければな
らないから、装置が大掛りとなると共に高価になるのを
避けられない。
本発明はか＼る欠点を除き、反射体が移動してもその都
度受波器の指向方向を変えることなく、固定したま＼で
測定できるように意図したものである。
度受波器の指向方向を変えることなく、固定したま＼で
測定できるように意図したものである。
第２図は本発明の実施例における送受波器指向性の組合
せを示した斜視図である。
せを示した斜視図である。
図にみる通り、Ａ点からＺ軸方向に対しては鋭い指向性
４を、ＢおよびＣ点からは前記の２軸方向に対する指向
性４と直交し、観測軸であるＡＺ方向の観測範囲を包含
するように扇状に拡がり、指向軸に対して直角の面に就
では狭い巾のビーム５と６を形成させてある。
４を、ＢおよびＣ点からは前記の２軸方向に対する指向
性４と直交し、観測軸であるＡＺ方向の観測範囲を包含
するように扇状に拡がり、指向軸に対して直角の面に就
では狭い巾のビーム５と６を形成させてある。
したがって、Ａ点から発射する音波でＺ軸上の反射体を
捕促すると、その高度が変っても、ＢおよびＣ点に配し
た受波器の指向性が扇状に拡がっているので、反射体の
高度の如何にか＼わらずいつてもＢ点とＣ点で反射波を
受けることができる。
捕促すると、その高度が変っても、ＢおよびＣ点に配し
た受波器の指向性が扇状に拡がっているので、反射体の
高度の如何にか＼わらずいつてもＢ点とＣ点で反射波を
受けることができる。
すなわち前に述べたように、任意の高度（ｏｐ）のＰ点
の反射波の検出は、Ａ，Ｂ，Ｃ各点の検出時刻ｔＡＸｔ
Ｂ，ｔｃをそれぞれ として求められるから、種々の高度に就での測定はそれ
ぞれの観測時刻を関連づけて切換え或は連続して変化さ
せることにより実施できる。
の反射波の検出は、Ａ，Ｂ，Ｃ各点の検出時刻ｔＡＸｔ
Ｂ，ｔｃをそれぞれ として求められるから、種々の高度に就での測定はそれ
ぞれの観測時刻を関連づけて切換え或は連続して変化さ
せることにより実施できる。
すなわち従来は、ＢおよびＣ点の受波器の指向性がＡ点
のものと同様に鋭かったため、Ｚ軸上の反射体が移動す
ると、その移動に追随するようにＢおよびＣ点の受波器
の指向軸を変えなければなＳなかったのに対し、本発明
の場合は、受波器を動かさなくともよい、故に受波器を
動かすための制御装置が不要となり、取扱いが簡便にな
ると共に、製品の価額も低減され、実用上は極めて効果
的である。
のものと同様に鋭かったため、Ｚ軸上の反射体が移動す
ると、その移動に追随するようにＢおよびＣ点の受波器
の指向軸を変えなければなＳなかったのに対し、本発明
の場合は、受波器を動かさなくともよい、故に受波器を
動かすための制御装置が不要となり、取扱いが簡便にな
ると共に、製品の価額も低減され、実用上は極めて効果
的である。
第１−１図は従来の測定要領を説明する図。
第１−２図及び第１−３図は反射体の移動速度と移動方
向の算出要領の説明図である。 第２図は本発明の実施例における送受波器指向性の組合
せ要領を示した斜視図。 ４・・・・・・鋭い指向性、５，６・・・・・・扇状の
指向性。
向の算出要領の説明図である。 第２図は本発明の実施例における送受波器指向性の組合
せ要領を示した斜視図。 ４・・・・・・鋭い指向性、５，６・・・・・・扇状の
指向性。
Claims (1)
- １ 音波探査装置において、反射体からの反射波を受け
、反射体の移動に基づくドップラー効果によって生ずる
受信周波数の偏差から、反射体の移動速度および移動方
向を求めるため、垂直の２軸方向に鋭い指向性をもった
探査ビームの探査範囲を設けて送受信すると共に、Ｚ軸
と直交する平面上の軸心を通って、任意の角度で交叉し
て設けた２つの軸上の遠隔点に受信点を設け、その受信
点における探査ビームを、前記垂直のＺ軸方向に対する
探査ビームを略々包含する扇状の指向性として、反射体
の移動速度および移動方向を検出するようにしたことを
特徴とする音波探査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50103524A JPS5836752B2 (ja) | 1975-08-28 | 1975-08-28 | 音波探査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50103524A JPS5836752B2 (ja) | 1975-08-28 | 1975-08-28 | 音波探査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5228371A JPS5228371A (en) | 1977-03-03 |
| JPS5836752B2 true JPS5836752B2 (ja) | 1983-08-11 |
Family
ID=14356299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50103524A Expired JPS5836752B2 (ja) | 1975-08-28 | 1975-08-28 | 音波探査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836752B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH048438Y2 (ja) * | 1983-06-08 | 1992-03-03 | ||
| JPH04301665A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Fujitsu Ltd | 現像器 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111480A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-03 | Fujitsu Ltd | Measuring device for motion speed |
| JPS57199960A (en) * | 1981-06-03 | 1982-12-08 | Marine Instr Co Ltd | Ultrasonic three-dimensional tidal current meter |
| JPH0239257Y2 (ja) * | 1985-03-29 | 1990-10-22 | ||
| JPH0273160A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Unyusho Kowan Gijutsu Kenkyusho | 超音波潮流測定装置 |
| JP3088174B2 (ja) * | 1992-02-06 | 2000-09-18 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置 |
-
1975
- 1975-08-28 JP JP50103524A patent/JPS5836752B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH048438Y2 (ja) * | 1983-06-08 | 1992-03-03 | ||
| JPH04301665A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Fujitsu Ltd | 現像器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5228371A (en) | 1977-03-03 |
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