JPS6016586B2

JPS6016586B2 - マイクロ波距離測定装置

Info

Publication number: JPS6016586B2
Application number: JP3522478A
Authority: JP
Inventors: 耕二中嶋; 忠昭岩村
Original assignee: Kawasaki Steel Corp; Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1978-03-25
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1985-04-26
Also published as: JPS54127297A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はマイクロ波を被測定面へ放射して、その反射波
から被測定面までの距離を測定する装置、たとえば、連
続的に周波数変調を行う（ＦＭ− ＣＷ：Ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＣｏｎｔｉｎｕｏ
ｕｓＷａｖｅ）レーダシステムにおいて、外乱などによ
って生じる誤った距離装定をなくすようにしたマィクロ
波距離測定装置に関するものである。

（従来の技術）たとえば、マイクロ波距離測定装置を高
炉サゥンジング用に使った場合、炉頂からの装入原料が
マイクロ波レベル計の測定視野内に飛び込んでくると、
この装入原料からの反射信号により過渡的に誤まった距
離信号を出力することがあり、とくに、ベルレス式の高
炉での装入では装入頻度が高いので、謀まった出力をす
ることが多い。

このような装入原料による謀まった誤離信号は、測定精
度を下げることになるので、過渡的な異常信号は除去す
る必要がある。このため、特開昭５２一１１９０９４号
公報に示されているように、測定中の前の距離データを
記憶させておき、つぎに測定したデータと比較し、その
変化量が設定した基準値を超えて大きく変化した場合は
、異常な測定値として除去し、前の値を保持することに
よって誤った距離信号を防止するようにしてある。

このように、異常な測定信号を除去して前の距離信号を
保持させるようにした装置を、第３図および第４図に示
す例について説明する。

１はマイクロ波レーダにより計測された距離データ、２
はその距離デ−夕を記憶するＡレジスタ、３は前回の距
離データを記憶するＢレジスタ、４はロード信号、５は
距離信号、６，８は桶数回路、７はＡレジスタ２の値■
とＢレジス夕３に記憶されている前回の値【Ｂ｝の補数
（一Ｂ）を加える加算器、９はマルチプレクサ、１０は
加算器で設定された基準値（負数）１１とマルチプレク
サからの出力（絶対値）が加算される。

１２は加算器１０の符号ビット信号、１３はモノマルチ
で、１４はその出力信号（“０”→“１”のとき出力“
０”）、１５はノア回路、１６，１７はィンバータ、１
８はロード信号である。

第４図は、第３図の各部における信号のタイムチャート
を表わす。

いま、距離計測が完了して、距離データ１がＡレジスタ
２に加わると、ロード信号４が与えられた時点らで距離
データーがレジスタ２に入力し、ラツチされるとともに
Ａレジスタ２の出力凶は加算器７に入力する。

また、Ｂレジス夕３にはロード信号１８が“０”になら
ない限りこの距離データが入力されず、前回の測定距離
データ曲が保管されており、この前回の距離データ｛Ｂ
）‘ま補数回路６で桶数−‘Ｂ｝に変換されて加算器７
へ入力する。

したがって、加算器７の出力は｛凶−【Ｂ｝｝が得られ
、この出力は直接および補数回路８を介してマルチプレ
クサ９へ与えられる。

マルチプレクサ９では、加算器７の出力｛凶−｛Ｂ｝｝
が負の場合は、ィンバータ１７の出力をセレクト信号と
して橋数回路８の出力データが選択され、正の場合は、
加算器７からの信号（ィンバータ１７を通さない信号）
をセレクト信号として、加算器７の出力データが選択さ
れる。したがって、マルチプレクサ９においては距離デ
ータ風と（Ｂ｝の差の絶対値ｌ凶−｛Ｂ’ｌが演算され
、これが加算器１０へ入力し、そこで予め設定されてい
る基準値１１（一ＤｓＨ）と加算され、Ｆ＝ｌ帆−（Ｂ
’ｌ一ＤｓＨが得られる。

距離データの変化量と基準値との差、すなわちＦの値に
よって、加算器１０から符号ビット信号１２がＦ＞０の
ときは“１”（異常）Ｆ＜０のときは“０”（正常）として、ノア回路１５に与えられる。

また、ロード信号４によりＡレジスタ２に距離データ１
が入力され、完了時点でモノマルチ１３を動作させ、出
力信号１４をつくり、前記した加算器１０の符号ビット
信号１２とともにノア回路１５へ入力し、この出力信号
をインバータ１６で反転した信号が、Ｂレジス夕３にロ
ード信号１８として与えられる。なおモノマルチ１３の
動作時間は、次回の距離データ入力までの時間内であれ
ば、適宜に設定できる。

第４図の時点らで測定した距離データが正常な場合は、
符号ビット信号１２が“０”を保持するため、時点らで
ロード信号１４が“０”になったときにロード信号１８
が“０”となり、Ａレジスタ２からＢレジスタ３にデ−
夕が移されて新たな距離信号５が出力される。

しかるに、時点ｔ３の測定が異常であれば、符号ビット
信号１２が時点上４で“１”になるため、時点らでロー
ド信号１４が“０”になっても、ロード信号８が“０”
にならず、Ｂレジスタ３の内容は書き換えられずに前回
の値を保持し、距離信号５は異常な値にならずそのまま
保持される。

（本発明が解決しようとする問題点）しかるに、このよ
うな装置では、実際の距離が設定値の範囲内で変化して
いるにもかかわらず、外乱条件によって測定された距離
データの差が設定値を超えていると、この距離データが
すべて除去されるので、いつまでも前の距離データに保
持されて実際の距離との誤差を生じることになる。

また、高炉内のスリップ現象やタナ落ちなどのように特
殊な現象により実際に大きなレベル変化があると、その
後の距離データがすべて除去され、修正を行うまで測定
できなくなる欠点がある。（問題点を解決するための手
段）そこで、本発明は、距離データの差が大きく変化する異
常信号が送出されると、この距離データを除去してＢレ
ジスタのデータを更新しないようにするとともに、カウ
ンタを設けて異常信号の送出回数が連続して設定回数に
達すると変化信号を送出し、これにより前記Ｂレジスタ
のデータを更新させる論理回路をそなえることにより、
問題点を解決するようにしてある。

（作用）このため、過渡的な外乱条件によって測定された距離デ
ータの差が基準値を越えると、異常信号としてレジスタ
のデータを前回のまま保持させるとともに、実際に基準
値を越える距離の変化を生じた場合は、一応、異常信号
としてレジスタのデータを保持させるが、その後も同様
に基準値を越えた異常信号が続けて送出されるため、こ
れをカゥン夕により計数して設定回数に達すると、実際
の距離が変化したものと判断し、距離データを正常な信
号として取り扱い、レジスタのデータを更新させる。

（実施例）第１図および第２図は、本発明の実施例を示すフロック
ダィアグラムとその各部信号のタイムチャートである。

第３図と同じ符号は同一の部分を示しており、２１はナ
ンド回路、２２はカウンタ、２３は変化信号、２４は排
他的論理回路、２５はその出力信号、２６はモノマルチ
、２７，２８はインバータ、２９はリセット信号である
。加算器１０から符号ビット信号１２が出力されるまで
は、第１図と同機であるから、説明を省略する。

加算器１０の符号ビット信号１２が正常“０”のときは
、排他的論理和回路２４の出力信号２５は“０”で、時
点ｔ，．のロード信号４によりモノマルチ１３の出力１
４が時点Ｌ２で“０”になるとロード信号１８を“０”
にしてＢレジスタ３の内容を書き換える。

このときナンド回路２１はィンバ−夕２８の出力が“１
”であるから出力は出ない。加算器１０の符号ビット信
号１２が時点ｔ，４で異常信号“１”になると、排他的
論理和回路２４の出力信号２５が“１”になり、時点ｔ
，５で信号１４が“０”になってもノア回路１５の出力
が“０”に保たれ、ロード信号１８が“０”にならない
ためＢレジスタ３の書き換えが行われず、そのままの距
離出力を保持する。

また、符号ビット信号１２の異常信号“１”がナンド回
路２１に加わるので、モノマルチ１３の出力信号１４が
“０”になりインバータ２８を介して“１”になると、
ナンド回路２１の出力が“０”になり、カウンタ２２の
内容を１だけ加算させる。距離データ１の異常状態が設
定数（第２図の例では６回）連続すると、その時点ち６
でカウン夕２２が変化信号２３を出力し、排他的論理和
回路２４の入力信号がいずれも“１”になり、出力信号
２５が“０”になるため、ノア回路１５、インバータ１
６を介してロード信号１８が“０”になってＢレジスタ
３の内容を書き換えるとともに、モノマルチ２６、ィン
バータ２７を介して、時点Ｌ７でリセット信号２９が出
力されカウンタ２２がクリアーされる。

（本発明の効果）このように、本発明により、外釆物の飛び込みなどの外
乱条件による距離測定の異常信号を除去するとともに、
異常信号が連続して設定回数に達すると変化信号を出力
させ、実際の距離が基準値を越えて変化したものと判断
して、測定距離データを正常のものとして取り扱い、距
離信号を更新するので、測定誤差をなくし、精度を向上
させることができるとともに、基準値を越える距離の変
動が生じたことを識別できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロックダイアグラム、
第２図はその各部信号のタイムチャ−ト、第３図は従来
の例を示すブロックダイアグラム、第４図はそのタイム
チャートである。１・・・…距離データ、２・・・・・・Ａレジスタ、３
・・・…Ｂレジスタ、４，１８・・・・・・ロード信号
、５・・・・・・距離信号、６，８・・・・・・補数回
路、７，１０…・・・加算器、９・・・・・・マルチプ
レクサ、１１・・・・・・基準値、１２・・・・・・符
号ビット信号、１３，２６・・・・・・モノマルチ、１
５・…・・ノア回路、２１…・・・ナンド回路、２２・
・・・・・カゥンタ、２３…・・・変化信号、２４・・
・・・・排他的論理和回路、２９・・・・・・リセット
信号。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１マイクロ波を被測定面へ放射し、被測定面までの距
離を周期的に測定し、そのたびに新しい距離データを記
憶するＡレジスタと、前回の距離データを記憶し、距離
信号を出力するＢレジスタと、前記Ａ・Ｂレジスタのデ
ータ差が基準値を越えると異常信号を送出する加算器と
をそなえ、この異常信号が送出されたときは前記Ｂレジ
スタに記憶した距離データの更新を停止させるマイクロ
波距離測定装置において、前記異常信号の出力回数を計
数し連続して設定回数に達したときに変化信号を送出す
るカウンタと、前記変化信号によりＢレジスタの距離デ
ータを更新させる論理回路を設けたことを特徴とするマ
イクロ波距離測定装置。