JPS5953737B2 - 超音波受信方法および装置 - Google Patents
超音波受信方法および装置Info
- Publication number
- JPS5953737B2 JPS5953737B2 JP4071281A JP4071281A JPS5953737B2 JP S5953737 B2 JPS5953737 B2 JP S5953737B2 JP 4071281 A JP4071281 A JP 4071281A JP 4071281 A JP4071281 A JP 4071281A JP S5953737 B2 JPS5953737 B2 JP S5953737B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- ultrasonic
- peak
- pulse
- received
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波流量計、超音波レベル計などの超音波パ
ルスの受信方法および受信装置に関するもので、超音波
パルスの伝播経路中の気泡や異物および妨害物などの原
因により発生する超音波伝播時間の計測異状値を除去し
て、超音波伝播時間を正確かつ安定に計測するものであ
る。
ルスの受信方法および受信装置に関するもので、超音波
パルスの伝播経路中の気泡や異物および妨害物などの原
因により発生する超音波伝播時間の計測異状値を除去し
て、超音波伝播時間を正確かつ安定に計測するものであ
る。
一般に、超音波送信器はタイムベースからの信号によつ
て定められた時間間隔ごとに第１図ａまたはｂに示され
る波形で送波器を励振し、この送波器より超音波パルス
を発射し、この超音波パルスの伝播媒体を介して受信器
に受信される超音波受信信号は第２図で示される波形で
得られる。
て定められた時間間隔ごとに第１図ａまたはｂに示され
る波形で送波器を励振し、この送波器より超音波パルス
を発射し、この超音波パルスの伝播媒体を介して受信器
に受信される超音波受信信号は第２図で示される波形で
得られる。
この場合の超音波伝播時間を安定して計測するために第
２図のような波形の受信波において、なるべく安定して
トリガできる波、つまり前後の振動波に対して振幅差の
ある振動波をトリガ波（一般に受信波のうちの振動波が
所定のレベルを越えたとき受信波の到来時と判断する計
測方法においてその振動波をトリガ波という）として使
用することが最良である。しかし、超音波パルスの伝播
経路中に気泡や異物などの原因により超音波受信波の振
幅が極端に小さくなつたり、第２図において複数の振動
波よりなる波形のうち、ピーク波とその直前の振動波と
の振幅差が少くなつたり、また今までの受信波と今回の
受信波との到達時において可成りの差がでたりすること
がある。
２図のような波形の受信波において、なるべく安定して
トリガできる波、つまり前後の振動波に対して振幅差の
ある振動波をトリガ波（一般に受信波のうちの振動波が
所定のレベルを越えたとき受信波の到来時と判断する計
測方法においてその振動波をトリガ波という）として使
用することが最良である。しかし、超音波パルスの伝播
経路中に気泡や異物などの原因により超音波受信波の振
幅が極端に小さくなつたり、第２図において複数の振動
波よりなる波形のうち、ピーク波とその直前の振動波と
の振幅差が少くなつたり、また今までの受信波と今回の
受信波との到達時において可成りの差がでたりすること
がある。
このような場合の超音波伝播時間の異状計測値を除去す
る方法として主に次の２つの方法があつた。第１は超音
波の伝播時間を測定する系に比較的大きな時定数を持た
せ、突発的な伝播時間の変動があつても計測には影響を
与えないようにする方法である。
る方法として主に次の２つの方法があつた。第１は超音
波の伝播時間を測定する系に比較的大きな時定数を持た
せ、突発的な伝播時間の変動があつても計測には影響を
与えないようにする方法である。
この方法の欠点は、流量測定系全体のレスポンスを下げ
ることと、出力に大きな変動はないものの上述のような
瞬間的な誤差としては無視出来なくなる場合があつた。
第２は過去の測定値の時刻歴に対して平均を取り、その
平均値と新たな測定値との比較を逐次行ない一定幅以上
の乱れを異常値として除く方法である。この方法で．は
、過去の時刻歴の中に異常な値が万一含まれていた場合
にはその平均値が異常となり新たな正常値を異常値と見
做してしまう欠点と複雑な回路を必要とする傾向にあつ
た。本発明は上述のような問題点を解決するために．な
されたもので異常値が発生する根元である受信波に着目
し、その振幅、波形、到達位置へ３つの要素を総合的に
判断して異常値を除去し、上記超音波伝播時間を正確か
つ安定に計測するものである。
ることと、出力に大きな変動はないものの上述のような
瞬間的な誤差としては無視出来なくなる場合があつた。
第２は過去の測定値の時刻歴に対して平均を取り、その
平均値と新たな測定値との比較を逐次行ない一定幅以上
の乱れを異常値として除く方法である。この方法で．は
、過去の時刻歴の中に異常な値が万一含まれていた場合
にはその平均値が異常となり新たな正常値を異常値と見
做してしまう欠点と複雑な回路を必要とする傾向にあつ
た。本発明は上述のような問題点を解決するために．な
されたもので異常値が発生する根元である受信波に着目
し、その振幅、波形、到達位置へ３つの要素を総合的に
判断して異常値を除去し、上記超音波伝播時間を正確か
つ安定に計測するものである。
即ち、何等かの原因により、受信された受信・波の振幅
が極めて小さくなつた時、または受信波は第２図のよう
に複数の振動波よりなる波形で得られるのでそのうちの
ピーク波とその直前の振動波との振幅差が所定のレベル
差より小さくなつたノ時、もしくは今までの受信波と今
回の受信波との到達時間に所定以上の差がでた時には異
常な状態であると判断して超音波伝播時間として計測し
ないようにしたものである。
が極めて小さくなつた時、または受信波は第２図のよう
に複数の振動波よりなる波形で得られるのでそのうちの
ピーク波とその直前の振動波との振幅差が所定のレベル
差より小さくなつたノ時、もしくは今までの受信波と今
回の受信波との到達時間に所定以上の差がでた時には異
常な状態であると判断して超音波伝播時間として計測し
ないようにしたものである。
つぎに本発明を図示の一実施例について説明する。
第３図は本発明に係る超音波受信装置の回路構成を示す
プロツク図で、第４図は第３図の各部の信号波形図であ
り、これ等の図を用いて以下に本発明の構成ならびに動
作を説明する。送信器（図示せず）より第１図のａもし
くはｂの如き超音波パルスが発射され、この超音波パル
スは伝播媒体を介して超音波受信装置の受信器（図示せ
ず）に供給され電気信号に変換される。
プロツク図で、第４図は第３図の各部の信号波形図であ
り、これ等の図を用いて以下に本発明の構成ならびに動
作を説明する。送信器（図示せず）より第１図のａもし
くはｂの如き超音波パルスが発射され、この超音波パル
スは伝播媒体を介して超音波受信装置の受信器（図示せ
ず）に供給され電気信号に変換される。
そこで受波器によつて受信された信号は受信増幅器１に
より増幅され第４図１のような受信信号を得る。この受
信信号１は第３図に示されている３種類のレベルコンパ
レータに同時に加えられる。第１の基準レベルを参照電
圧とするピークレベルコンパレータ２の出力としてて第
４図２のようなピークパルスがＡＧＣ回路３へ、またピ
ーク位置記憶回路４を通つて立上り比検出回路５へ送ら
れる。このうち、ＡＧＣ回路３へ送られたピークパルス
２によつてＡＧＣ回路３は受信器の利得を制御し、受信
信号１のピークが第１の基準レベルｐと一致するように
動作し定常時には受信信号１のピークと第１の基準レベ
ルｐとはほぼ一致した状態となる。一方、第２の基準レ
ベルＶｚ一般にＶｚ＝０とするを持つゼロクロスコンパ
レータ６より出力されるゼロクロスパルスは、受信信号
１が第３の基準レベルＶｚｓを越えた時のみにゼロセレ
クトコンパレータ７よりの制御信号により出力される。
より増幅され第４図１のような受信信号を得る。この受
信信号１は第３図に示されている３種類のレベルコンパ
レータに同時に加えられる。第１の基準レベルを参照電
圧とするピークレベルコンパレータ２の出力としてて第
４図２のようなピークパルスがＡＧＣ回路３へ、またピ
ーク位置記憶回路４を通つて立上り比検出回路５へ送ら
れる。このうち、ＡＧＣ回路３へ送られたピークパルス
２によつてＡＧＣ回路３は受信器の利得を制御し、受信
信号１のピークが第１の基準レベルｐと一致するように
動作し定常時には受信信号１のピークと第１の基準レベ
ルｐとはほぼ一致した状態となる。一方、第２の基準レ
ベルＶｚ一般にＶｚ＝０とするを持つゼロクロスコンパ
レータ６より出力されるゼロクロスパルスは、受信信号
１が第３の基準レベルＶｚｓを越えた時のみにゼロセレ
クトコンパレータ７よりの制御信号により出力される。
そこで立上り比検出回路５ではピークパルス２の到来時
点を記憶しておくピーク位置記憶回路４を通過して得ら
れる凝似ピークパルス５と前記ゼロクロスパルス４との
到達時間とを比較することにより受信信号１のピーク波
とその前後の振動波との振幅比を監視している。いま、
第４図１の実線のような受信信号である場合、第３の基
準レベルＶｚｓを超える波はヒータ波以外にはないので
ゼロクロスパルス４は実線のとおりピーク波後の位置に
１個だけ出力される。
点を記憶しておくピーク位置記憶回路４を通過して得ら
れる凝似ピークパルス５と前記ゼロクロスパルス４との
到達時間とを比較することにより受信信号１のピーク波
とその前後の振動波との振幅比を監視している。いま、
第４図１の実線のような受信信号である場合、第３の基
準レベルＶｚｓを超える波はヒータ波以外にはないので
ゼロクロスパルス４は実線のとおりピーク波後の位置に
１個だけ出力される。
そこでこの場合には必ず、凝似ピークパルス５の方が早
く立上り比検出回路５に到達する。このような状態にお
けるゼロクロス・パルスの立上り時をもつて受信彼の到
達時と判断することによつて、たとえ超音波パルスの伝
播経路中に気泡や異物などが含まれているような場合で
あつても超音波伝播時間を正確かつ安定に計測すること
ができ ５るのである。即ちこのような場合には立上り
比検出回路５は、受信信号１のピーク波とその前の振動
波との振幅差が所定のレベル差以上であるとして第１の
正常信号を出力し一致回路８に供給する。
く立上り比検出回路５に到達する。このような状態にお
けるゼロクロス・パルスの立上り時をもつて受信彼の到
達時と判断することによつて、たとえ超音波パルスの伝
播経路中に気泡や異物などが含まれているような場合で
あつても超音波伝播時間を正確かつ安定に計測すること
ができ ５るのである。即ちこのような場合には立上り
比検出回路５は、受信信号１のピーク波とその前の振動
波との振幅差が所定のレベル差以上であるとして第１の
正常信号を出力し一致回路８に供給する。
一方、ＡＧＣ回路３は受信信号１のピーク波の振幅が予
め定めた所定レベル以上であるとして第２の正常信号を
出力し、一致回路８に供給する。
め定めた所定レベル以上であるとして第２の正常信号を
出力し、一致回路８に供給する。
また、前記ピーク波がピーク位置記憶回路４よりの前回
の正常な受信波のピーク波の到来時とほｌぼ一致したこ
とを確認して第３の正常信号を受信彼位置判断回路９よ
り出力して一致回路８に供給する。このように第１、第
２および第３の各正常信号を同時に受けた一致回路８は
ゼロクロスパルス６乙を処理回路１０へ送出して超音波
受信彼の到来時として計測される。
の正常な受信波のピーク波の到来時とほｌぼ一致したこ
とを確認して第３の正常信号を受信彼位置判断回路９よ
り出力して一致回路８に供給する。このように第１、第
２および第３の各正常信号を同時に受けた一致回路８は
ゼロクロスパルス６乙を処理回路１０へ送出して超音波
受信彼の到来時として計測される。
もし、何等かの原因により受信された受信波の振幅が極
めて小さくなつたか、受信波のうちピーク波とその直前
の振動波との振幅差が所定レベル・差より小さくなつた
かまたは今回の受信波と前回までの正常な受信波との到
達時間に所定以上の差が生じた場合には一致回路８から
当該受信波によるゼロクロスパルス６は処理回路へ出力
されず処理回路は前回までの値を保持する。
めて小さくなつたか、受信波のうちピーク波とその直前
の振動波との振幅差が所定レベル・差より小さくなつた
かまたは今回の受信波と前回までの正常な受信波との到
達時間に所定以上の差が生じた場合には一致回路８から
当該受信波によるゼロクロスパルス６は処理回路へ出力
されず処理回路は前回までの値を保持する。
例えば、第４図中１破線の様にピーク波より前にＺｓを
超える波が出るとピークパルス２より前にゼロクロスセ
レクトパルス３が第４図３の破線のように発生し、この
パルスによつてゼロクロスパルス４は同図４の破線のよ
うに発生するので前記凝似ピークパルス５とゼロタロス
パルス４の到達時間を調べることによりトリガ波が不安
定になつたこと、つまり受信波形が変化したことがわか
り立上り比異常、即ち振幅レベル差異常であると判断し
、第１の正常信号を立上り比検出回路５より出さず、本
来のトリガ波より前の波のゼロクロスパルスの出力を抑
え異常値を除くことが出来る。
超える波が出るとピークパルス２より前にゼロクロスセ
レクトパルス３が第４図３の破線のように発生し、この
パルスによつてゼロクロスパルス４は同図４の破線のよ
うに発生するので前記凝似ピークパルス５とゼロタロス
パルス４の到達時間を調べることによりトリガ波が不安
定になつたこと、つまり受信波形が変化したことがわか
り立上り比異常、即ち振幅レベル差異常であると判断し
、第１の正常信号を立上り比検出回路５より出さず、本
来のトリガ波より前の波のゼロクロスパルスの出力を抑
え異常値を除くことが出来る。
また、第４図１のように実線で示される受信波が突然、
一点錯線の位置に移動してしまつた場合とか、実線の受
信彼の前に一点錯線の様な雑音が出た場合、この一点錯
線の彼形は前記立上り比を満す為、ゼロクロスパルス４
は第４図４の一点錯線で示すようなパルスを出力し異常
値となる。
一点錯線の位置に移動してしまつた場合とか、実線の受
信彼の前に一点錯線の様な雑音が出た場合、この一点錯
線の彼形は前記立上り比を満す為、ゼロクロスパルス４
は第４図４の一点錯線で示すようなパルスを出力し異常
値となる。
この場合、ある時定数を持つて実線で示すピークパルス
２に追従する凝似ピークパルス５と第４図２の実線で示
すピークパルス２との一致状態を受波位置判断回路９で
調べ、図のように一致しない場合には、今までの受信波
と今回の受信波とは到達時間が大きく異り異常と判断し
て第３の正常信号が出力されず、前述したように、異常
値を除去することができる。上述したように本発明によ
れば、超音波パルスの伝播経路中の気泡や異物または妨
害物などの原因により発生する超音波伝播時間の計測に
あたつての異常値を除去する際に、測定系全体のレスポ
ンスを下げることなく、過去の計測の時刻歴の中の異常
値による測定誤差も生ぜず、受信信号に異常を生じたと
きのみに合理的に異常値を除去して当該超音波伝播時間
を正確かつ、安定に計測することができる。
２に追従する凝似ピークパルス５と第４図２の実線で示
すピークパルス２との一致状態を受波位置判断回路９で
調べ、図のように一致しない場合には、今までの受信波
と今回の受信波とは到達時間が大きく異り異常と判断し
て第３の正常信号が出力されず、前述したように、異常
値を除去することができる。上述したように本発明によ
れば、超音波パルスの伝播経路中の気泡や異物または妨
害物などの原因により発生する超音波伝播時間の計測に
あたつての異常値を除去する際に、測定系全体のレスポ
ンスを下げることなく、過去の計測の時刻歴の中の異常
値による測定誤差も生ぜず、受信信号に異常を生じたと
きのみに合理的に異常値を除去して当該超音波伝播時間
を正確かつ、安定に計測することができる。
第１図ａ乃至ｂは送波器を励振する超音波パルスの波形
図、第２図は超音波受信信号の波形図、第３図は本発明
の一実施例の回路構成を示すブカツク図、第４図は前図
の各部の信号波形図である。 １・・・・・・受信増幅器、２・・・・・・ピークレベ
ルコンパレータ、３・・・・・・ＡＧＣ回路、４・・・
・・・ピーク位置記憶回路、５・・・・・・立上り比検
出回路、６・・・・・・ゼロクロスコンパレータ、７・
・・・・・ゼロセレクトコンパレータ、８・・・・・・
一致回路、９・・・・・・受波位置判断回路、１０・・
・・・・処理回路。
図、第２図は超音波受信信号の波形図、第３図は本発明
の一実施例の回路構成を示すブカツク図、第４図は前図
の各部の信号波形図である。 １・・・・・・受信増幅器、２・・・・・・ピークレベ
ルコンパレータ、３・・・・・・ＡＧＣ回路、４・・・
・・・ピーク位置記憶回路、５・・・・・・立上り比検
出回路、６・・・・・・ゼロクロスコンパレータ、７・
・・・・・ゼロセレクトコンパレータ、８・・・・・・
一致回路、９・・・・・・受波位置判断回路、１０・・
・・・・処理回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波送信器より超音波パルスを発射し伝播媒体を
介して受信された超音波受信信号の振動波のうちのピー
ク波のピークと第１の基準レベルと一致するように受信
増幅度を制御し、該ピーク波が第２の基準レベルをクロ
スする時点を超音波受信波の到来時として当該超音波パ
ルスの送信時からの伝播時間を検出する超音波受信方法
において、前記ピーク波とその前の振動波との振幅差が
所定のレベル差以上であるときに第１の正常信号として
発し、前記超音波受信波の振幅が所定レベル以上である
ときに第２の正常信号として発し、前記ピーク波が予め
記憶させた正常な前回の受信波のピーク波の到来時とほ
ぼ一致したときに第３の正常信号として発して、前記第
１、第２および第３の各正常信号を同時に受けなかつた
時点のみを除外して当該超音波受信波の到来時として計
測することを特徴とする超音波受信方法。 ２ 超音波送信器より超音波パルスを発射し伝播媒体を
介して受信された超音波受信信号の振動波のうちのピー
ク波のピークと第１の基準レベルと一致するように受信
増幅度を制御し該ピーク波が第２の基準レベルをクロス
する時点を超音波受信波の到来時として当該超音波パル
スの送信時からの伝播時間を検出するものにおいて、前
記受信信号と前記第１の基準レベルと比較されてピーク
パルスを出力するピークレベルコンパレータと、ゼロレ
ベルをクロスしたときにゼロクロスパルスを出力するゼ
ロクロスコンパレータと、第１の基準レベルより低い基
準レベルと比較して前記ゼロクロスコンパレータの動作
を制御するゼロクロスセレクトコンパレータと、前記ピ
ークパルスと前記ゼロクロスパルスとの到達時間を比較
して前記ピークパルスの到達後に一つのゼロクロスパル
スが到達したときに第１の正常信号を出力する立上り比
検出回路と、前記受信増幅度を制御するとともに該増幅
度が予め定めた所定の増幅度以下であるときに第２の正
常信号を出力するＡＧＣ回路と、前記ピークパルスが予
め記憶した正常な前回の受信波のピークパルスに追従し
た擬似ピークパルスの到来時とほぼ一致したときに第３
の正常信号を出力する受波位置判断回路とを具備し、前
記第１、第２および第３の各正常信号が同時に入力され
たときのゼロクロスパルスの立上り時をもつて当該超音
波受信波の到来時として計測し、それ以外のときは前記
擬似ピークパルスの立上り時を当該超音波受信波の到来
時として計測することを特徴とする超音波受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071281A JPS5953737B2 (ja) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | 超音波受信方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071281A JPS5953737B2 (ja) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | 超音波受信方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57155851A JPS57155851A (en) | 1982-09-27 |
| JPS5953737B2 true JPS5953737B2 (ja) | 1984-12-26 |
Family
ID=12588189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071281A Expired JPS5953737B2 (ja) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | 超音波受信方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953737B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355334U (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-13 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6138481A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車高判断装置 |
-
1981
- 1981-03-20 JP JP4071281A patent/JPS5953737B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6355334U (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57155851A (en) | 1982-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4718097A (en) | Method and apparatus for determining the endpoints of a speech utterance | |
| EP0981201B1 (en) | Zero crossing detector and method of determining a zero crossing point | |
| US6766276B1 (en) | Method and device for detecting a dysfunction of an ulatrasonic flowmeter | |
| JPS5953737B2 (ja) | 超音波受信方法および装置 | |
| US4795971A (en) | Device for detecting voltage fluctuation | |
| US7088433B1 (en) | Self reference type distance measuring method and distance measuring apparatus using an optical pulse | |
| JPH05231818A (ja) | レーザ測距装置 | |
| JPS58120119A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPS6367153B2 (ja) | ||
| JPS6310793B2 (ja) | ||
| JPH0593772A (ja) | 水中音響信号検出装置 | |
| JPH03180794A (ja) | 超音波距離測定方法及び装置 | |
| JP2771570B2 (ja) | 超音波検知器 | |
| KR0152725B1 (ko) | 초음파를 이용한 거리 측정방법 및 측정장치 | |
| JP2743038B2 (ja) | レーザー光による水中測距装置 | |
| JPS63236985A (ja) | 超音波距離測定装置 | |
| JPS6336474B2 (ja) | ||
| SU1087884A1 (ru) | Ультразвуковой дефектоскоп | |
| JP2803192B2 (ja) | 超音波測定装置 | |
| SU1527577A1 (ru) | Способ обнаружени развивающихс трещин | |
| KR100442640B1 (ko) | 첨두값의 차를 이용한 초음파 수신신호 검출기 | |
| RU1796885C (ru) | Толщиномер | |
| JPH05264720A (ja) | 音響測深機 | |
| JPH01200853A (ja) | バースト信号終了検出回路 | |
| JPH0216480A (ja) | レーダ逆探知装置の被追尾判定回路 |