JPS6010249B2 - 超音波温度計 - Google Patents
超音波温度計Info
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- JPS6010249B2 JPS6010249B2 JP53050371A JP5037178A JPS6010249B2 JP S6010249 B2 JPS6010249 B2 JP S6010249B2 JP 53050371 A JP53050371 A JP 53050371A JP 5037178 A JP5037178 A JP 5037178A JP S6010249 B2 JPS6010249 B2 JP S6010249B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は空気等の伝搬媒体の温度による音波伝搬速度の
変化を利用してその媒体の温度を検出する装置であり、
特に温度を検出するセンサ部とその温度を指示する表示
部とを２本の電線で絹合する超音波温度計に関するもの
である。
変化を利用してその媒体の温度を検出する装置であり、
特に温度を検出するセンサ部とその温度を指示する表示
部とを２本の電線で絹合する超音波温度計に関するもの
である。
本発明は、超音波が伝搬する媒体の温度を検出するもの
で、特に、超音波振動子を励振する励振織物寿の周波数
ｆをもつ信号を重畳比情報信号を、表示部から１本の信
号線によりセンサ部へ伝送し、一方センサ部では伝送さ
れた情報信号からセンサ部内の各電子回路に供給する電
源を形成すると共に、前記情報信号から吉の周波数ｆを
もつ信号を読み出してそれをＮ倍した励振周波数Ｎ・ｆ
の励振信号を形成し、この励振信号でもつて送波手段よ
り超音波を発射し、他方この超音波を受波手段にて受信
するように構成し、さらに前託送、受波手段に係る送、
受信信号列の所定時間における位相差を検出し、その検
出した位相差信号を前記情報信号に重畳させて表示部へ
伝送する構成としたことにより、前託送、受波手段には
常時連続して超音波を送受でき、そのため安定した温度
検出が可能であり、さらに表示部とセンサ部とは情報伝
送及び電力供給を兼ねた１本の信号線と、アース線の計
２本の電線のみで結合できる超音波温度計を提供するこ
とを目的とするものである。
で、特に、超音波振動子を励振する励振織物寿の周波数
ｆをもつ信号を重畳比情報信号を、表示部から１本の信
号線によりセンサ部へ伝送し、一方センサ部では伝送さ
れた情報信号からセンサ部内の各電子回路に供給する電
源を形成すると共に、前記情報信号から吉の周波数ｆを
もつ信号を読み出してそれをＮ倍した励振周波数Ｎ・ｆ
の励振信号を形成し、この励振信号でもつて送波手段よ
り超音波を発射し、他方この超音波を受波手段にて受信
するように構成し、さらに前託送、受波手段に係る送、
受信信号列の所定時間における位相差を検出し、その検
出した位相差信号を前記情報信号に重畳させて表示部へ
伝送する構成としたことにより、前託送、受波手段には
常時連続して超音波を送受でき、そのため安定した温度
検出が可能であり、さらに表示部とセンサ部とは情報伝
送及び電力供給を兼ねた１本の信号線と、アース線の計
２本の電線のみで結合できる超音波温度計を提供するこ
とを目的とするものである。
以下本発明を図に示す一実施例について説明する。
まず全体の構成を示す第１図のブロック線図において、
ブロック１００は表示部で、ブロック１２０‘まセンサ
部であり、この表示部１００とセンサ部１２０とは１本
の信号線１１とアース線１２とで接続され、信号線１１
で信号の伝送及びセンサ部への電力供給を行っている。
次に表示部１００１こおいて、１０１は水晶振動子等を
用いた温度的に安定した一定周波数で発振する高周波発
振器、１０２は高周波発振周波数よりセンサ都内の送波
用超音波振動子を励振する励振周波数の吉の周波数の信
号を作り出す基準回路、・ｏ３は前記古周波数の信号を
センサ部１２川こ送り出すと共にセンサ部１２０から温
度検出信号を取り出す入出力回路、１０４は温度検出信
号を積算する積算回路、１０５は記憶信号及びリセット
信号を作り出す論理回路、１０６は積算回路１０４から
の積算信号を計数する計数回路、１０７は空気温度がプ
ラスかマイナスかを判別する判別回路、１０８は空気温
度を表示する表示回路である。
ブロック１００は表示部で、ブロック１２０‘まセンサ
部であり、この表示部１００とセンサ部１２０とは１本
の信号線１１とアース線１２とで接続され、信号線１１
で信号の伝送及びセンサ部への電力供給を行っている。
次に表示部１００１こおいて、１０１は水晶振動子等を
用いた温度的に安定した一定周波数で発振する高周波発
振器、１０２は高周波発振周波数よりセンサ都内の送波
用超音波振動子を励振する励振周波数の吉の周波数の信
号を作り出す基準回路、・ｏ３は前記古周波数の信号を
センサ部１２川こ送り出すと共にセンサ部１２０から温
度検出信号を取り出す入出力回路、１０４は温度検出信
号を積算する積算回路、１０５は記憶信号及びリセット
信号を作り出す論理回路、１０６は積算回路１０４から
の積算信号を計数する計数回路、１０７は空気温度がプ
ラスかマイナスかを判別する判別回路、１０８は空気温
度を表示する表示回路である。
次にセンサ部１２川こおいて、１２１は信号線１１から
の信号によりセンサ内部１３０の電源を作り出す安定化
電源回路、１３１は信号線１１より励振周波数の的財職
出す職搬出回路、１３２Ｇま前記賄号を岬比脇周波数を
作り出す周波数作成回路、１３４は超音波振動子を励振
する励振回路、１３５は送波器をなす圧電素子等の送波
用超音波振動子、１３６は受波器をなし常時励振周波数
を受信している受波用超音波振動子、１３７は受波信号
を増幅する増幅回路、１３８は送波信号と受波信号との
信号列における位相差を検出する位相差検出回路、１３
９は媒体温度に応じた時間中の位相差信号を信号線１１
に重畳する出力回路である。
の信号によりセンサ内部１３０の電源を作り出す安定化
電源回路、１３１は信号線１１より励振周波数の的財職
出す職搬出回路、１３２Ｇま前記賄号を岬比脇周波数を
作り出す周波数作成回路、１３４は超音波振動子を励振
する励振回路、１３５は送波器をなす圧電素子等の送波
用超音波振動子、１３６は受波器をなし常時励振周波数
を受信している受波用超音波振動子、１３７は受波信号
を増幅する増幅回路、１３８は送波信号と受波信号との
信号列における位相差を検出する位相差検出回路、１３
９は媒体温度に応じた時間中の位相差信号を信号線１１
に重畳する出力回路である。
次に、上記の構成の詳細並びにその作動を第２図の表示
部電気結線図及び第３図のセンサ部電気結線図により説
明する。
部電気結線図及び第３図のセンサ部電気結線図により説
明する。
この第２図の表示部１０川こおいて、高周波発振回路１
０１はインバートゲート２０１，２０２、抵抗２０４，
２０５、コンデンサ２０６，２０７及び水晶振動子２０
３により構成される公知の発振回路である。この発振パ
ルス信号は基準回路１０２の入力に到釆し、その出力ラ
イン２１４には送波用振動子の励振周波数（本実施例で
地肌Ｚ）の吉の皿Ｚの信号力ミ現われるように２１１，
２１２，２１３よりなるカゥンタで作り出している。な
お、実施例ではカゥンタ２ １ １に米国ＲＣＡ社製の
公知のＣＯＳ／Ｍ○Ｓ ＣＤ４０２４、力ウンタ ２
１ ２， ２ １ ３ にＣＤ４０１７を用いて、その
出力に第４図４０１に示す電圧波形を得ている。０ こ
の第４図の信号４０１は入出力回路１０３のトランジス
タ２２１のベースに到来し、“１”の区間Ｔｏにおいて
トランジスタ２２１は導通する。
０１はインバートゲート２０１，２０２、抵抗２０４，
２０５、コンデンサ２０６，２０７及び水晶振動子２０
３により構成される公知の発振回路である。この発振パ
ルス信号は基準回路１０２の入力に到釆し、その出力ラ
イン２１４には送波用振動子の励振周波数（本実施例で
地肌Ｚ）の吉の皿Ｚの信号力ミ現われるように２１１，
２１２，２１３よりなるカゥンタで作り出している。な
お、実施例ではカゥンタ２ １ １に米国ＲＣＡ社製の
公知のＣＯＳ／Ｍ○Ｓ ＣＤ４０２４、力ウンタ ２
１ ２， ２ １ ３ にＣＤ４０１７を用いて、その
出力に第４図４０１に示す電圧波形を得ている。０ こ
の第４図の信号４０１は入出力回路１０３のトランジス
タ２２１のベースに到来し、“１”の区間Ｔｏにおいて
トランジスタ２２１は導通する。
ここで電源１３に一端が接続されている抵抗２２３と一
端がトランジスタのコレクタに接続ご夕れる抵抗２２２
との抵抗値比は１：２になるように定めている。そのた
め、端子１１ａには前記九の区間電源電圧ＥＶｏｌｔ（
本実施例では自動車用蓄電池で１２Ｖ。ｌｔである）の
善の電圧となる第４図０４０２に示す電圧波形が現われ
る。この信号４０２が第３図のセンサ部端子１１ｂに到
来し、抵抗３０１、トランジスタ３０２、ツエナーダイ
オード３０３、コンデンサ３０４より成る安定化電源１
２１の入力に到来する。その出力には安定化し夕た直流
電圧（本実施例では７Ｖｏｌｔ）を得ている。又、信号
４０２はコンデンサ３１１，３１４、抵抗３１２，３１
３，３１６、増幅器３１６及びインバータゲートからな
る周波数検出回路１３１に導びかれ、インバータゲート
３１７の出力には。第４図４１ｏもこ示す励振周波助言
の周波肋得られる。この信号４１０は周波数作成回路１
３２のフェースロックループ回路３２１（ｐｈａｓｅ−
山ｃｋｅｄＬｏｏｐ回路）の入力端子１４に導びかれ夕
る。この回路３２１は米国ＲＣＡ社製ＣＤ４０４６で満
される。この回路３２１の出力端子４はカウンター３２
７例えば（米匡蛇ＣＡ社製ＣＤ４０２４）の入力に結ば
れ、そのＮ段目の出力（本実施例では３段目）がフェー
スロックループ回路３２１の入力端子３に結ばれている
。この回路３２１の抵抗３２２，３２４，３２６及びコ
ンデンサ３２３，３２５の値を使用周波数に通した値に
することにより、この回路３２１の出力端子４には入力
端子１４と３とが常に同位相となるような電圧波形が現
われる。すなわち、本実施例では入力端子１４には郎Ｈ
ｚの周波数が到来しており、出力端子４を言分周したカ
ウンター３２７の出力Ｑ、すなわちフェースロックルー
プ回路３２１の入力端子３に到来する周波数が弧伍とな
るように作動するため、出力端子４には５×８＝４０（
ＫＨｚ）の励振周波数が現われる。この電圧波形を第４
図４１１に示す。信号４１ １はインバータ３２８を３
個並列接続した励振回路１３４に導びかれ、その出力信
号により送波用超音波振動子１３５を常に駆動する。そ
して受波用超音波振動子１３６がその昔波を常に受信し
、その出力には第４図４２０に示す正弦的に変化する電
圧波形を得る。この信号４２０は抵抗３３１，３３２，
３３４、コンデンサ３３３、増幅器３３５より構成され
る増幅回路に導びかれ、その出力に第４図４２１に示す
電圧波形を得る。この受信信号である信号４２１と、前
記送信信号である信号４１１とが位相差検出回路１３８
に到来する。
端がトランジスタのコレクタに接続ご夕れる抵抗２２２
との抵抗値比は１：２になるように定めている。そのた
め、端子１１ａには前記九の区間電源電圧ＥＶｏｌｔ（
本実施例では自動車用蓄電池で１２Ｖ。ｌｔである）の
善の電圧となる第４図０４０２に示す電圧波形が現われ
る。この信号４０２が第３図のセンサ部端子１１ｂに到
来し、抵抗３０１、トランジスタ３０２、ツエナーダイ
オード３０３、コンデンサ３０４より成る安定化電源１
２１の入力に到来する。その出力には安定化し夕た直流
電圧（本実施例では７Ｖｏｌｔ）を得ている。又、信号
４０２はコンデンサ３１１，３１４、抵抗３１２，３１
３，３１６、増幅器３１６及びインバータゲートからな
る周波数検出回路１３１に導びかれ、インバータゲート
３１７の出力には。第４図４１ｏもこ示す励振周波助言
の周波肋得られる。この信号４１０は周波数作成回路１
３２のフェースロックループ回路３２１（ｐｈａｓｅ−
山ｃｋｅｄＬｏｏｐ回路）の入力端子１４に導びかれ夕
る。この回路３２１は米国ＲＣＡ社製ＣＤ４０４６で満
される。この回路３２１の出力端子４はカウンター３２
７例えば（米匡蛇ＣＡ社製ＣＤ４０２４）の入力に結ば
れ、そのＮ段目の出力（本実施例では３段目）がフェー
スロックループ回路３２１の入力端子３に結ばれている
。この回路３２１の抵抗３２２，３２４，３２６及びコ
ンデンサ３２３，３２５の値を使用周波数に通した値に
することにより、この回路３２１の出力端子４には入力
端子１４と３とが常に同位相となるような電圧波形が現
われる。すなわち、本実施例では入力端子１４には郎Ｈ
ｚの周波数が到来しており、出力端子４を言分周したカ
ウンター３２７の出力Ｑ、すなわちフェースロックルー
プ回路３２１の入力端子３に到来する周波数が弧伍とな
るように作動するため、出力端子４には５×８＝４０（
ＫＨｚ）の励振周波数が現われる。この電圧波形を第４
図４１１に示す。信号４１ １はインバータ３２８を３
個並列接続した励振回路１３４に導びかれ、その出力信
号により送波用超音波振動子１３５を常に駆動する。そ
して受波用超音波振動子１３６がその昔波を常に受信し
、その出力には第４図４２０に示す正弦的に変化する電
圧波形を得る。この信号４２０は抵抗３３１，３３２，
３３４、コンデンサ３３３、増幅器３３５より構成され
る増幅回路に導びかれ、その出力に第４図４２１に示す
電圧波形を得る。この受信信号である信号４２１と、前
記送信信号である信号４１１とが位相差検出回路１３８
に到来する。
この位相差検出回路１３８の分周回路鶴節Ｃ俊舞蟹鰭雛
議事さ蓬１の出力Ｑ，及びＱ２には第４図４１ ２及び
４１３に示す電圧波形が現われ、一方受信信号４２１を
入力信号とする分周回路３３６−２の出力Ｑ，？Ｑ２及
びＱ３には第４図４２２，４２３及び４２４に示す電圧
波形が現われることは明らかであろう。
議事さ蓬１の出力Ｑ，及びＱ２には第４図４１ ２及び
４１３に示す電圧波形が現われ、一方受信信号４２１を
入力信号とする分周回路３３６−２の出力Ｑ，？Ｑ２及
びＱ３には第４図４２２，４２３及び４２４に示す電圧
波形が現われることは明らかであろう。
そして分周回路３３６一１及び３３６−２のＱ，の出力
が出力回路１３９のＮＡＮＤゲート３３７の入力にそれ
ぞれ到来し、この世力をィンバートゲート３３８により
反転した出力には第４図４３川こ示す如く送信信号と受
信信号との位相差Ｔ，が現われる。ここでこの位相差Ｔ
，について第５図を用いてもう少し詳しく説明する。
が出力回路１３９のＮＡＮＤゲート３３７の入力にそれ
ぞれ到来し、この世力をィンバートゲート３３８により
反転した出力には第４図４３川こ示す如く送信信号と受
信信号との位相差Ｔ，が現われる。ここでこの位相差Ｔ
，について第５図を用いてもう少し詳しく説明する。
第５図において、５０１の送波用超音波振動子と５０２
の受波用超音波振動子の間隔が一定値ｉである時、搬送
波５１１がＡ。時点で送波振動子５０１で送られた信号
がＡ，時点で受信されたとすると、時点ＡｏからＡ，ま
での伝搬に要する時間ｔはｔ＝１／Ｖ（Ｖは音速）とな
る。この時間ｔの間に送波振動子からはｎ個（ｎ＝０、
１、２・・・・・・）のパルス信号が発せられているた
め、受波振動子５０２と送波振動子５０１とでのパルス
信号とりわけパルス信号列の位相差Ｔ‘まＴ＝士−ｎ●
比（ただ肌秋順信号の周期）となる。
の受波用超音波振動子の間隔が一定値ｉである時、搬送
波５１１がＡ。時点で送波振動子５０１で送られた信号
がＡ，時点で受信されたとすると、時点ＡｏからＡ，ま
での伝搬に要する時間ｔはｔ＝１／Ｖ（Ｖは音速）とな
る。この時間ｔの間に送波振動子からはｎ個（ｎ＝０、
１、２・・・・・・）のパルス信号が発せられているた
め、受波振動子５０２と送波振動子５０１とでのパルス
信号とりわけパルス信号列の位相差Ｔ‘まＴ＝士−ｎ●
比（ただ肌秋順信号の周期）となる。
この式から音速Ｖすなわち空気温度により位相差Ｔの幅
が変化することがわかる。さて、この位相差信号４３０
はＮＡＮＤゲート３３９の１つの入力に到来し、他の入
力には分周回路３３６−２のＱ３の出力信号４２４に到
来し、ＮＡＮＤゲート３３９の出力には信号４３０を反
転した信号が現われる。
が変化することがわかる。さて、この位相差信号４３０
はＮＡＮＤゲート３３９の１つの入力に到来し、他の入
力には分周回路３３６−２のＱ３の出力信号４２４に到
来し、ＮＡＮＤゲート３３９の出力には信号４３０を反
転した信号が現われる。
この信号４２４は位相差信号４３０が常に第４図の九の
区間すなわち信号線１１における信号４０２の電位が奪
Ｅになる区間内で発生する誤動作防止用の信号である。
前記ＮＡＮＤゲート３３９の出力信号はインバータゲー
ト３４０で反転されトランジスタ３４３及び３４４を区
間Ｔ，のみ導速させる。このため端子１１ｂにはＴ，区
間が電位ＯＶｏｌｔになる第６図６０１に示す電圧波形
が現われる。この電圧波形６０１は信号線１１により結
合されている第２図の表示部端子１１ａにも現われる。
そして信号６０１は入出力回路１０３の抵抗２２４を介
してィンバータゲート２２６に導びかれる。このィンバ
ータゲート２２６はスレショールドが享Ｅにあるためそ
の出力には第６図６０２に示す区間Ｌが“１”レベルに
なる電圧波形が現われる。そしてィンバータゲート２２
７の出力には第７図７０１に示す電圧波形が現われる。
この第７図７０１は前記第６図６０２の時間幅を拡大し
、反転した信号と同一信号である。この信号７０１で基
準回路１０２からの高周波信号７０２を変調したＮＯＲ
ゲート３３０の出力には時間Ｔ，区間に高周波パルスを
重畳した変調パルス信号７０３が現われる。すなわち、
空気温度変化により位相差Ｔ，が変化するとそれに応じ
てＴ，区間に存在する高周波パルス数が変化することは
明らかであろう。前記ィンバータゲート２２７の出力信
号第８図７０１（第７図７０１と同一信号）が積算回路
１０４のカウンター２３２に到来し、このカウンター２
３２はパルス信号７０１を２ｍ個カウント（本実施例で
は？２個）し、ある一定時間信号を作り出している。
区間すなわち信号線１１における信号４０２の電位が奪
Ｅになる区間内で発生する誤動作防止用の信号である。
前記ＮＡＮＤゲート３３９の出力信号はインバータゲー
ト３４０で反転されトランジスタ３４３及び３４４を区
間Ｔ，のみ導速させる。このため端子１１ｂにはＴ，区
間が電位ＯＶｏｌｔになる第６図６０１に示す電圧波形
が現われる。この電圧波形６０１は信号線１１により結
合されている第２図の表示部端子１１ａにも現われる。
そして信号６０１は入出力回路１０３の抵抗２２４を介
してィンバータゲート２２６に導びかれる。このィンバ
ータゲート２２６はスレショールドが享Ｅにあるためそ
の出力には第６図６０２に示す区間Ｌが“１”レベルに
なる電圧波形が現われる。そしてィンバータゲート２２
７の出力には第７図７０１に示す電圧波形が現われる。
この第７図７０１は前記第６図６０２の時間幅を拡大し
、反転した信号と同一信号である。この信号７０１で基
準回路１０２からの高周波信号７０２を変調したＮＯＲ
ゲート３３０の出力には時間Ｔ，区間に高周波パルスを
重畳した変調パルス信号７０３が現われる。すなわち、
空気温度変化により位相差Ｔ，が変化するとそれに応じ
てＴ，区間に存在する高周波パルス数が変化することは
明らかであろう。前記ィンバータゲート２２７の出力信
号第８図７０１（第７図７０１と同一信号）が積算回路
１０４のカウンター２３２に到来し、このカウンター２
３２はパルス信号７０１を２ｍ個カウント（本実施例で
は？２個）し、ある一定時間信号を作り出している。
この時の〆、多、と汐及び２ｍの出力信号を第８図８１
１，８１２，８１３及び８１４に示す。これら各々の信
号は、ィンバータゲート２４１，２４５，２４６及び２
４７、ＮＡＮＤゲート２４２，２４３及び２４４よりな
る論理回路に導びかれ、このィンバータゲート２４６の
出力には第８図８２１に示す記憶信号が、又ィンバータ
ゲート２４５の出力には第８図８２２に示すリセット信
号が現われる。そしてＮＡＮＤゲート２４４の出力はカ
ウンタ２３２の出力Ｑｍが‘‘１”で出力がＱ３が“１
”になった瞬間“０”となり、インバータゲート２４７
を介してカウンター２３２及びカウンター２３１を初期
状態にする。前記カウンター２３ １の入力には前述し
たＮＯＲゲート２３０の出力である変調パルス信号７０
３が到来し、Ｑｍ‐１個積算したカウンター２３１の出
力Ｑｍ−１には第８図８３０に示す信号が現われる。こ
の積算信号８３０と前記カウンター２３２のＱｍ出力信
号８１４と力洲ＯＲゲート２３４に到来しその出力には
第８図８３１に示す信号が現われる。ここで第８図の区
間Ｔ，．におけるパルス数は変調パルス信号７０３の区
間Ｔ，におけるパルス数の平均値と等しくなることは明
らかであろう。ただこれはこの変調パルス信号７０３を
ある時間積算することにより、その時間における位相差
の平均値を取り出している。そしてこのＮＯＲゲートの
出力信号８３１は計数回路１０６のアップダウンカゥン
タ２５１例えばプリセツタブルＵＰ／ＤＵＷＮカウンタ
（例えば米国ＲＣＡ社製ＣＤ４５１０Ｂ）のＣＬＯＣＫ
入力端子に導びかれる。
１，８１２，８１３及び８１４に示す。これら各々の信
号は、ィンバータゲート２４１，２４５，２４６及び２
４７、ＮＡＮＤゲート２４２，２４３及び２４４よりな
る論理回路に導びかれ、このィンバータゲート２４６の
出力には第８図８２１に示す記憶信号が、又ィンバータ
ゲート２４５の出力には第８図８２２に示すリセット信
号が現われる。そしてＮＡＮＤゲート２４４の出力はカ
ウンタ２３２の出力Ｑｍが‘‘１”で出力がＱ３が“１
”になった瞬間“０”となり、インバータゲート２４７
を介してカウンター２３２及びカウンター２３１を初期
状態にする。前記カウンター２３ １の入力には前述し
たＮＯＲゲート２３０の出力である変調パルス信号７０
３が到来し、Ｑｍ‐１個積算したカウンター２３１の出
力Ｑｍ−１には第８図８３０に示す信号が現われる。こ
の積算信号８３０と前記カウンター２３２のＱｍ出力信
号８１４と力洲ＯＲゲート２３４に到来しその出力には
第８図８３１に示す信号が現われる。ここで第８図の区
間Ｔ，．におけるパルス数は変調パルス信号７０３の区
間Ｔ，におけるパルス数の平均値と等しくなることは明
らかであろう。ただこれはこの変調パルス信号７０３を
ある時間積算することにより、その時間における位相差
の平均値を取り出している。そしてこのＮＯＲゲートの
出力信号８３１は計数回路１０６のアップダウンカゥン
タ２５１例えばプリセツタブルＵＰ／ＤＵＷＮカウンタ
（例えば米国ＲＣＡ社製ＣＤ４５１０Ｂ）のＣＬＯＣＫ
入力端子に導びかれる。
このアップダウンカウンタ２５１のＣＡＲＲＹ・ＯＵ町
端子にはＣＬＯＣＫ端子に到来するパルス数が１０パル
ス毎に１パルスの信号が得られる。このＣＡＲＲＹ・Ｏ
ＵＴの出力信号を次段のアップダウンカウンタ２５２の
ＣＬＯＣＫ端子に導くことにより、アップダウンカウン
タ２５１は表示数字「１の位」を２５２は「１０の位」
を示すことになる。今、本実施例の如くカウンタ２５１
のセット入力Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を全て“０”に、
またカウンタ２５２のセット入力Ｐ，，Ｆ２，Ｐ３を“
０”に、Ｐ４を“１”にする。
端子にはＣＬＯＣＫ端子に到来するパルス数が１０パル
ス毎に１パルスの信号が得られる。このＣＡＲＲＹ・Ｏ
ＵＴの出力信号を次段のアップダウンカウンタ２５２の
ＣＬＯＣＫ端子に導くことにより、アップダウンカウン
タ２５１は表示数字「１の位」を２５２は「１０の位」
を示すことになる。今、本実施例の如くカウンタ２５１
のセット入力Ｐ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を全て“０”に、
またカウンタ２５２のセット入力Ｐ，，Ｆ２，Ｐ３を“
０”に、Ｐ４を“１”にする。
すなわち、入力設定を８川こした時カウンタ２５１のＣ
ＬＯＣＫ端子にパルスが到来すると、７９→７８→７７
→……となるように出力が変化する。よって第８図に示
すリセット信号８２２がカウンタ２５１，２５２のＰＲ
ＥＳＥＴＥＮＡＢＬＥ端子に到来すると、時点Ｂ，にお
いてカウンタ２５１の出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は全
て“０”信号に、またカウンタ２５２の出力Ｑ，，Ｑ２
，Ｑ３は“０”信号に、Ｑ４は“１”信号になる。そし
てカウンタ２５１のＣＬＯＣＫ端子に到来するＮＯＲゲ
ート２３４の出力信号８３１によりカウンタ、２５１の
出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は第９図９１ １，９１２
，９１３，９１４に示す如く変化し、カウンタ２５１の
ＣＡＲＲＹ・ＯＵＴに現われる信号９２川こよりカゥン
タ２５２の出力ね，，Ｑ２，Ｑ，Ｑは第９図９２１，９
２２，９２３，９２４に示す如く変化する。そして今、
第９図に示す区間Ｔ，．にパルスが５３固存在していた
とすると、時点Ｂ２と＆の間での出力は８０−５５＝２
５を示すべくカウンタ２５１の出力Ｑ，Ｑ２，Ｑ，Ｑ４
は‘‘１”、‘‘０”、‘‘１”、‘‘０”となり、カ
ウン夕２５２の出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ，Ｑは“０”、“１
”「“０”、“０”となる。これらの出力信号は表示器
１０８（本実施例では蟹光表示管）を駆動する回路２５
３及び２５４に導びかれる。この２５３及び２５４は米
国ＲＣＡ社製ＣＤ４０５６で満される。なお、前記カウ
ンタ２５２の出力がＮＯＲゲート及びインバータゲート
よりなる禁止回路２５６（破線内）を介しているのは、
カウンタ２５２の出力全てが“０”の場合、すなわち表
示の「１０の位」が「０」になる時のみ信号を禁止し、
表示の「１の位」の数字のみ表示するようになっている
。そして、この駆動回路２５３及び２５４には第９図８
２１の記憶信号が導びかれているため、この記憶信号が
“１”信号になっている時の前記カウンタ２５１，２５
２の出力状態を記憶し、表示器で「２５」の数字を表示
し、被測定媒体である空気の温度が２５こ○であること
を示す。
ＬＯＣＫ端子にパルスが到来すると、７９→７８→７７
→……となるように出力が変化する。よって第８図に示
すリセット信号８２２がカウンタ２５１，２５２のＰＲ
ＥＳＥＴＥＮＡＢＬＥ端子に到来すると、時点Ｂ，にお
いてカウンタ２５１の出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は全
て“０”信号に、またカウンタ２５２の出力Ｑ，，Ｑ２
，Ｑ３は“０”信号に、Ｑ４は“１”信号になる。そし
てカウンタ２５１のＣＬＯＣＫ端子に到来するＮＯＲゲ
ート２３４の出力信号８３１によりカウンタ、２５１の
出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は第９図９１ １，９１２
，９１３，９１４に示す如く変化し、カウンタ２５１の
ＣＡＲＲＹ・ＯＵＴに現われる信号９２川こよりカゥン
タ２５２の出力ね，，Ｑ２，Ｑ，Ｑは第９図９２１，９
２２，９２３，９２４に示す如く変化する。そして今、
第９図に示す区間Ｔ，．にパルスが５３固存在していた
とすると、時点Ｂ２と＆の間での出力は８０−５５＝２
５を示すべくカウンタ２５１の出力Ｑ，Ｑ２，Ｑ，Ｑ４
は‘‘１”、‘‘０”、‘‘１”、‘‘０”となり、カ
ウン夕２５２の出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ，Ｑは“０”、“１
”「“０”、“０”となる。これらの出力信号は表示器
１０８（本実施例では蟹光表示管）を駆動する回路２５
３及び２５４に導びかれる。この２５３及び２５４は米
国ＲＣＡ社製ＣＤ４０５６で満される。なお、前記カウ
ンタ２５２の出力がＮＯＲゲート及びインバータゲート
よりなる禁止回路２５６（破線内）を介しているのは、
カウンタ２５２の出力全てが“０”の場合、すなわち表
示の「１０の位」が「０」になる時のみ信号を禁止し、
表示の「１の位」の数字のみ表示するようになっている
。そして、この駆動回路２５３及び２５４には第９図８
２１の記憶信号が導びかれているため、この記憶信号が
“１”信号になっている時の前記カウンタ２５１，２５
２の出力状態を記憶し、表示器で「２５」の数字を表示
し、被測定媒体である空気の温度が２５こ○であること
を示す。
そして第９図の時点＆になると、カウンタ２５１，２５
２は初期状態にセットされ、入力信号８３１により前述
と同様の作動を行い、駆動回路２５３，２５４の出力に
応じた表示が表われる。次に、被測定媒体である空気温
度が低くなり摂氏単位でマイナスになったときを考える
。
２は初期状態にセットされ、入力信号８３１により前述
と同様の作動を行い、駆動回路２５３，２５４の出力に
応じた表示が表われる。次に、被測定媒体である空気温
度が低くなり摂氏単位でマイナスになったときを考える
。
第７図７０１の位相差検出信号の位相幅Ｔ，が広くなる
こ地前述比式Ｔ＝等−ｎ‐ｍより明めであろう。
こ地前述比式Ｔ＝等−ｎ‐ｍより明めであろう。
よって第１０図８３１の区債町，．に存在するパルス数
が仮に９乳固であったとする。第１０図中の′点Ｃ，か
らカウンタ２５１と２５２はダウンカウントを始め、そ
の出力が第１０図１０一１，１０一２，１０一３，１０
−４，１０−５及び１１一１，１１一２，１１−３，１
１−４に示す如く変化する作動は前述と全く同じである
。ただ、カウンタ２５１のＣＬＯＣＫ端子に８０個のパ
ルスが到来した時点Ｃ２では８０−８０＝０であるため
カウンタ２５１及び２５２の出力は全て“０”となると
共に、カウンタ２５２のＣＡＲＲＹ・ＯＵＴ端子に第１
０図１１−５に示す信号が現われる。この信号１ １−
５とカウンタ２ ５ １のＣＡＲＲＹＯＵＴ端子の出力
信号１０一５はＮＯＲゲート３５５に導びかれ、その出
力には時点Ｃ２にて“１”に立ち上る信号１２−１が現
われる。この信号１２−１は判別回路１０７のＤタイプ
フリツプフロップ２６１のＣＬＯＣＫ端子に到来するた
め、時点Ｃ２にてＤタイプフリツプフロツプ２６１の出
力Ｑ，は第１０図１２−２に示す如く“１”信号となる
。この“１”信号がカウンタ２５１，２５２のＵＰ／Ｄ
ＯＷＮ端子に到来するため、カウンター２５１，２５２
は時点Ｃ２よりカウントアップの動作をするようにセッ
トされる。そこで、時点Ｃ２よりカウンタ２５１，２５
２の出力は入力パルス数に応じて増加する信号となって
現われる。そして時点Ｃ３とＣ４との間での出力は８０
−９９＝−１９を示す如く、カウンタ２５１の出力Ｑ，
，Ｑ２，Ｑ，Ｑは“１”、‘‘０”、“０”、“１”と
なり、カウンタ２５２の出力は“１”、“０”、‘‘０
”、‘‘０”となり、表示には１９という数字が現われ
る。さらに、第１０図中の時点Ｃ２にて“１”信号とな
ったＤタイプフリツブフロツプ２６１の出力Ｑの信号１
２−２が次段Ｄタイプフリツプフロツプ２６２の○端子
に到来し、他方ＣＬＯＣＫ端子には記憶信号８２１が到
来するため、このＤタイプフリップフロップ２６２の出
力Ｑは時点Ｃ３にて“１”信号に立ち上る信号１２一３
が現われる。そしてこの信号１２−３がィンバータ２６
３を介してトランジスタ２６４を駆動し、表示器１０８
をマイナス表示させる。よって表示器１０８には「一１
９」の表示が現われ、被測定空気温度が−１９℃である
ことを示す。ところで第２図中ダイオード２９１，２９
６，２９７、抵抗２９２，２９５，２９８、ツエナーダ
イオード２９３、コンデンサ２９４は全体回路の保護又
は作動に供する素子であり、詳しい説明は省略する。な
お、本実施例では送波用超音波振動子を励振するための
周波数レベルにおいて、高レベルを電源Ｅｖ。
が仮に９乳固であったとする。第１０図中の′点Ｃ，か
らカウンタ２５１と２５２はダウンカウントを始め、そ
の出力が第１０図１０一１，１０一２，１０一３，１０
−４，１０−５及び１１一１，１１一２，１１−３，１
１−４に示す如く変化する作動は前述と全く同じである
。ただ、カウンタ２５１のＣＬＯＣＫ端子に８０個のパ
ルスが到来した時点Ｃ２では８０−８０＝０であるため
カウンタ２５１及び２５２の出力は全て“０”となると
共に、カウンタ２５２のＣＡＲＲＹ・ＯＵＴ端子に第１
０図１１−５に示す信号が現われる。この信号１ １−
５とカウンタ２ ５ １のＣＡＲＲＹＯＵＴ端子の出力
信号１０一５はＮＯＲゲート３５５に導びかれ、その出
力には時点Ｃ２にて“１”に立ち上る信号１２−１が現
われる。この信号１２−１は判別回路１０７のＤタイプ
フリツプフロップ２６１のＣＬＯＣＫ端子に到来するた
め、時点Ｃ２にてＤタイプフリツプフロツプ２６１の出
力Ｑ，は第１０図１２−２に示す如く“１”信号となる
。この“１”信号がカウンタ２５１，２５２のＵＰ／Ｄ
ＯＷＮ端子に到来するため、カウンター２５１，２５２
は時点Ｃ２よりカウントアップの動作をするようにセッ
トされる。そこで、時点Ｃ２よりカウンタ２５１，２５
２の出力は入力パルス数に応じて増加する信号となって
現われる。そして時点Ｃ３とＣ４との間での出力は８０
−９９＝−１９を示す如く、カウンタ２５１の出力Ｑ，
，Ｑ２，Ｑ，Ｑは“１”、‘‘０”、“０”、“１”と
なり、カウンタ２５２の出力は“１”、“０”、‘‘０
”、‘‘０”となり、表示には１９という数字が現われ
る。さらに、第１０図中の時点Ｃ２にて“１”信号とな
ったＤタイプフリツブフロツプ２６１の出力Ｑの信号１
２−２が次段Ｄタイプフリツプフロツプ２６２の○端子
に到来し、他方ＣＬＯＣＫ端子には記憶信号８２１が到
来するため、このＤタイプフリップフロップ２６２の出
力Ｑは時点Ｃ３にて“１”信号に立ち上る信号１２一３
が現われる。そしてこの信号１２−３がィンバータ２６
３を介してトランジスタ２６４を駆動し、表示器１０８
をマイナス表示させる。よって表示器１０８には「一１
９」の表示が現われ、被測定空気温度が−１９℃である
ことを示す。ところで第２図中ダイオード２９１，２９
６，２９７、抵抗２９２，２９５，２９８、ツエナーダ
イオード２９３、コンデンサ２９４は全体回路の保護又
は作動に供する素子であり、詳しい説明は省略する。な
お、本実施例では送波用超音波振動子を励振するための
周波数レベルにおいて、高レベルを電源Ｅｖ。
ｌｔ低し小数側とし、溢度｝こ応じた位相差信号レベル
をＯＶｏｌｔとしてこれらの区別を行っているが、これ
に限られたものではない。又、本実施例では表示部１０
０からセンサ部１２ｏへ励振周波数の青（Ｎ＝８）の周
波数を送つているが、これは媒体である空気温度の変化
が少ない時、あるいは位相検出信号のパルス幅が最大で
も励振周波数肌禍のを下磯歌は表示部１００からセンサ
部１２０へは励振周波数を送るのみでよい。
をＯＶｏｌｔとしてこれらの区別を行っているが、これ
に限られたものではない。又、本実施例では表示部１０
０からセンサ部１２ｏへ励振周波数の青（Ｎ＝８）の周
波数を送つているが、これは媒体である空気温度の変化
が少ない時、あるいは位相検出信号のパルス幅が最大で
も励振周波数肌禍のを下磯歌は表示部１００からセンサ
部１２０へは励振周波数を送るのみでよい。
以上述べた如く本発明においては、センサ部と表示部と
の２ブロックに区分し、まずセソサ部においては送波手
段及び受波手段により超音波を常時連続して送受信させ
、かつこれら送、受波手段に係る送、受信信号列の位相
差をパルス幅でもつて検出するようにしているから、送
、受波手段の立上り特性等に影響されず安定した位相差
信号が得られるようになり、さらに、表示部とセンサ部
との間の信号の送受に関し、表示部は超音波励振織物寿
の周波数ｆの信号種畳した情報信号を１本の信号線を通
してセンサ部へ伝送するようにし、他方センサ部では前
記情報信号から周波数ｆの信号及び所定の電源を形成す
るようにしており、さらに表示部はセンサ部からの位相
差信号を読み出して、そのパルス中の大きさでもつて送
、受波手段間にある媒体の温度を判定、表示するように
構成してあるから、安定して媒体の温度検出ができ、さ
らに表示部とセンサ部とは情報伝送及び電力供給を兼ね
た１本の信号線と、アース線の計２本の電線のみで結合
できるという優れた効果がある。
の２ブロックに区分し、まずセソサ部においては送波手
段及び受波手段により超音波を常時連続して送受信させ
、かつこれら送、受波手段に係る送、受信信号列の位相
差をパルス幅でもつて検出するようにしているから、送
、受波手段の立上り特性等に影響されず安定した位相差
信号が得られるようになり、さらに、表示部とセンサ部
との間の信号の送受に関し、表示部は超音波励振織物寿
の周波数ｆの信号種畳した情報信号を１本の信号線を通
してセンサ部へ伝送するようにし、他方センサ部では前
記情報信号から周波数ｆの信号及び所定の電源を形成す
るようにしており、さらに表示部はセンサ部からの位相
差信号を読み出して、そのパルス中の大きさでもつて送
、受波手段間にある媒体の温度を判定、表示するように
構成してあるから、安定して媒体の温度検出ができ、さ
らに表示部とセンサ部とは情報伝送及び電力供給を兼ね
た１本の信号線と、アース線の計２本の電線のみで結合
できるという優れた効果がある。
添付図面は本発明になる超音波温度計の一実施例を示す
もので、第１図は全体の概要の構成を示すブロック線図
、第２図は第１図に示す表示部の詳細回路を示す電気結
線図、第３図はセンサ部の電気結線図、第４図、第５図
、第６図、第７図、第８図、第９図及び第１０図は本発
明の作動説明に供する各部電圧波形図である。 １００・・・・・・表示部、１０１・・・…高周波発振
器、１０３…・・・伝送手段及び取出手段の要部をなす
入出力回路、１０４，１０５，１０６，１０７……判定
表示回路をなす積算回路、論理回路、計数回路、判別回
路、１０８・・・・・・表示器、１２０……センサ部、
１２１……安定化電源、１３１，１３２，１３４…・・
。 励振駆動回路をなす周波数検出回路、周波数作成回路、
励振回路、１３５，１３６・・・・・・それぞれ送波手
段、受波手段をなす超音波振動子、１３８・・・・・・
位相差検出回路、１３９・・・・・・出力回路。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図
もので、第１図は全体の概要の構成を示すブロック線図
、第２図は第１図に示す表示部の詳細回路を示す電気結
線図、第３図はセンサ部の電気結線図、第４図、第５図
、第６図、第７図、第８図、第９図及び第１０図は本発
明の作動説明に供する各部電圧波形図である。 １００・・・・・・表示部、１０１・・・…高周波発振
器、１０３…・・・伝送手段及び取出手段の要部をなす
入出力回路、１０４，１０５，１０６，１０７……判定
表示回路をなす積算回路、論理回路、計数回路、判別回
路、１０８・・・・・・表示器、１２０……センサ部、
１２１……安定化電源、１３１，１３２，１３４…・・
。 励振駆動回路をなす周波数検出回路、周波数作成回路、
励振回路、１３５，１３６・・・・・・それぞれ送波手
段、受波手段をなす超音波振動子、１３８・・・・・・
位相差検出回路、１３９・・・・・・出力回路。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図
Claims (1)
- １ 超音波振動子を励振する周波数Ｎ・ｆの１／Ｎの周
波数ｆの信号を重畳した情報信号を１本の信号線で伝送
する伝送手段を有する表示部と、前記信号線からの情報
信号からセンサ内部回路用の安定化電源を形成する安定
化電源回路、前記情報信号から周波数ｆの信号を取り出
してＮ倍の励振周波数Ｎ・ｆの励振信号を形成する励振
駆動回路、前記励振信号により超音波振動子を励振して
常時超音波を送信する送波手段、この送波手段からの超
音波を被測定媒体を介して受信する受波手段、前記送、
受波手段に係る送、受信信号列の所定時間における位相
差をパルス幅にて検出する位相差検出回路、及びこの位
相差検出回路の位相差信号を前記情報信号に重畳させる
出力回路とを有するセンサ部とを備え、さらに前記表示
部には前記位相差信号を取り出す取出手段、及びこの取
出手段にて取り出した前記位相差信号のパルス幅の大き
さでもつて前記被測定媒体の温度を判定して表示する判
定表示回路を備えることを特徴とする超音波温度計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53050371A JPS6010249B2 (ja) | 1978-04-26 | 1978-04-26 | 超音波温度計 |
| US06/012,134 US4215582A (en) | 1978-04-26 | 1979-02-14 | Ultrasonic temperature measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53050371A JPS6010249B2 (ja) | 1978-04-26 | 1978-04-26 | 超音波温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54141688A JPS54141688A (en) | 1979-11-05 |
| JPS6010249B2 true JPS6010249B2 (ja) | 1985-03-15 |
Family
ID=12857021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53050371A Expired JPS6010249B2 (ja) | 1978-04-26 | 1978-04-26 | 超音波温度計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4215582A (ja) |
| JP (1) | JPS6010249B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4513749A (en) * | 1982-11-18 | 1985-04-30 | Board Of Trustees Of Leland Stanford University | Three-dimensional temperature probe |
| US5141331A (en) * | 1988-02-19 | 1992-08-25 | Oscar Oehler | Ultrasonic temperature measurement and uses in optical spectroscopy and calorimetry |
| DE3836309C2 (de) * | 1988-10-25 | 1995-08-31 | Ziegler Horst | Gasthermometer |
| JP3224286B2 (ja) * | 1992-11-02 | 2001-10-29 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 超音波を用いた温度測定装置 |
| GB9809375D0 (en) * | 1998-05-02 | 1998-07-01 | British Gas Plc | Fluid temperature measurement |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3320808A (en) * | 1964-05-12 | 1967-05-23 | Charles A Boyd | Apparatus and method for acoustic instrumentation |
| US3620070A (en) * | 1969-12-22 | 1971-11-16 | Automation Ind Inc | Ultrasonic material tester |
| GB1578727A (en) * | 1976-04-07 | 1980-11-05 | Dunlop Ltd | Testing of materials |
-
1978
- 1978-04-26 JP JP53050371A patent/JPS6010249B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-02-14 US US06/012,134 patent/US4215582A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54141688A (en) | 1979-11-05 |
| US4215582A (en) | 1980-08-05 |
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