JPS60174971A - Method and device for transmitting signal in ultrasonic depth finder - Google Patents

Method and device for transmitting signal in ultrasonic depth finder

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JPS60174971A
JPS60174971A JP23144784A JP23144784A JPS60174971A JP S60174971 A JPS60174971 A JP S60174971A JP 23144784 A JP23144784 A JP 23144784A JP 23144784 A JP23144784 A JP 23144784A JP S60174971 A JPS60174971 A JP S60174971A
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signal
ultrasonic
time
transmission
sounding device
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ベルンハルト・ミヒヤルスキ
ユールゲン・ラウ
ヴオルフラム・ベルガー
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Endress and Hauser SE and Co KG
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、測定個所に配設されている超音波音響測深装
置と測定個所から離れている評価個所との間の信号伝送
方法であって、測定個所における連続する送信周期にお
いて超音波・ξルスを送信しかつ目標での反射後受信さ
れるエコーパルスを電気信号に変換し、該電気信号を接
続線を介して評価個所に伝送しかつそこで超音波ノクル
スの走行時間から目標距離をめるために前記電気信号を
評価する方法およびこの方法を実施するだめの装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a signal transmission method between an ultrasonic sounding device installed at a measurement location and an evaluation location remote from the measurement location. The ultrasound pulses are transmitted in successive transmission cycles at a location, and the echo pulses received after reflection at the target are converted into electrical signals, which are transmitted via a connecting line to the evaluation location and where the ultrasonic The present invention relates to a method for evaluating said electrical signals in order to determine a target distance from the travel time of a sonic noculus, and a device for implementing this method.

従来の技術 冒頭に述べた方法は、超音波音響測深を用いた容器中9
充てん状態測定に使用されることが多い。この目的のだ
めに容器内に生じる最高光てん状態より上に、容器内に
ある充てん物に到達する超音波送信ノξルスを送信する
超音波変換器が配設されている。充てん物において反射
された超音波エコー、6ルスは、同じまたは第2の超音
波変換器によって受信されかつ電気受信信号に変換され
る。超音波パルスの走行時間から超音波変換器から充て
ん物表面までの距離、ひいては容器内の充てん状態を計
算することができる。超音波ノqルスを送出するための
超音波変換器の励振は、超音波の周波数を有する電気高
周波ノξルスによって行なわれる。これら励振、。
Conventional technology The method mentioned at the beginning is a method that uses ultrasonic acoustic sounding to
Often used to measure filling status. For this purpose, an ultrasonic transducer is arranged above the maximum luminous state occurring in the container, which transmits an ultrasonic transmission pulse ξ which reaches the filling located in the container. The ultrasound echoes reflected at the filling, 6 ls, are received by the same or a second ultrasound transducer and converted into electrical reception signals. From the travel time of the ultrasonic pulse, it is possible to calculate the distance from the ultrasonic transducer to the filling surface, and thus the filling state in the container. The excitation of the ultrasonic transducer for transmitting the ultrasonic pulse is carried out by an electric high-frequency pulse ξ having an ultrasonic frequency. These excitations.

ルスは任意の所望の、aルス形態(包絡線]を有するこ
とができ、例えば矩形状にキーイングすることができる
。エコー・ξルスの受信の際超音波変換器から送出され
る電気受信信号は、同じ周波数の高周波ノξルスである
が、その曲線形状は超音波変換器および超音波の伝播媒
体の伝達関数によって規定されて、励振ノ々ルスの曲線
形状と異なつ−Cいる。更に受信信号の振幅は、励振ノ
ξルスの振幅に比べて著しく小さい。
The lus can have any desired a-lus shape (envelope), for example keyed to a rectangular shape.The electrical reception signal emitted by the ultrasound transducer upon reception of the echo ξ lus is , is a high-frequency node ξ of the same frequency, but its curve shape is defined by the transfer function of the ultrasound transducer and the propagation medium of the ultrasound, and is different from the curve shape of the excitation node. The amplitude of the signal is significantly small compared to the amplitude of the excitation pulse ξ.

殊に充てん状態測定に音響測深装置を使用する場合多く
は、測定結果を測定個所とは離れた個所で使用できるよ
うにすることが必要である。
Particularly when using acoustic sounding devices to measure the filling state, it is often necessary to be able to use the measurement results at a location remote from the measurement location.

一方において測定個所は操作のために接近するのが難し
いことが多く、かつそこでは大抵不都合な状況がある。
On the one hand, the measuring points are often difficult to access for handling purposes and there are often unfavorable conditions there.

また他方において複数の測定個所の測定結果を中央にて
まとめることが望ましい。
On the other hand, it is desirable to collect the measurement results of a plurality of measurement points centrally.

測定個所とは離れた評価個所に全部の電子装置を配設す
ることは公知であり、その結果測定個所においては評価
個所の電子装置と接続線を介して接続されている超音波
変換器のみが設けられている。高周波励振・ξルスはこ
の場合評価個所において発生されかつ測定個所における
超音波変換器に伝送され、かつ超音波変換器の高周波出
力信号は評価個所に伝送される。この方法において高周
波受信信号の評価は評価個所において行なわれ、評価個
所においてこれら信号はその都度所望の方法で分析する
ことができる。
It is known to arrange all the electronic equipment at an evaluation location separate from the measurement location, so that at the measurement location only the ultrasonic transducer is connected to the electronic equipment of the evaluation location via a connecting line. It is provided. The high-frequency excitation ξ pulse is then generated at the evaluation location and transmitted to the ultrasound transducer at the measurement location, and the high-frequency output signal of the ultrasound transducer is transmitted to the evaluation location. In this method, the high-frequency received signals are evaluated at an evaluation point, where these signals can be analyzed in the respective desired manner.

しかし高周波信号を双方向において伝送するために、遮
へいされた特殊ケーブルが必要であ゛るが、超音波エコ
ーパルスに基いて超音波変換器によって発生される電気
高周波ノξルスが比較的弱いので、ケーブルの長さは制
限されてイル。
However, in order to transmit high-frequency signals in both directions, special shielded cables are required, since the electrical high-frequency noise generated by the ultrasound transducer based on the ultrasound echo pulses is relatively weak. , cable length is limited.

更に伝送路においてノイズが重畳されるおそれがあるの
で、この種の装置は障害が生じ易い。
Furthermore, since noise may be superimposed on the transmission path, this type of device is prone to failures.

最後に、評価装置はその都度使用の超音波変換器に精確
に整合しなければならず、その結果各側定個所に対して
それぞれ独自の評価装置が必要でありかつ交換の都度新
たに整合することが必要である。
Finally, the evaluation device must be precisely matched to the ultrasonic transducer being used in each case, so that a unique evaluation device is required for each fixed point on each side and must be matched anew each time it is replaced. It is necessary.

発明が解決しようとする問題点 別の公知の方法において電子装置の主要部分が測゛定個
υ1において超音波変換器の直接近傍に配設されている
。この前置電子装置は超音波変換器の励振のだめの電気
高周波ノξルスを発生する送信ノξルス発生器を含んで
いる。更に前置電子装置は、超音波変換器から送出され
る電気受信信号を増幅しかつ送信および受信の間の走行
時間をめるだめの処理を行なう受信および測定回路を含
んでいる。従って受信信号の全体の評価は前置電子装置
において行なわれる。受信および測定回路は、走行時間
に依存する出力信号を発生し、その信号は離れた監視所
に問題なく、例えば4 m Aから20mAの間を変化
する直流電流として、伝送することができる。この方法
により任意の線路長のケーブルを通例のように敷設する
ことができるようになるので、監視所は測定個所から任
意の距離に位置することができる。信号伝送は障害に強
い。しかしこの方法においては、容器における音響状態
、測定すべき充てん物の反射特性、電子装置および超音
波変換器の申し分のない動作等のような受信信号の・ξ
ルス形状に含まれている数多くの情報は監視所において
はもはや存在しない。従って充てん状態が指示されるが
、監視所においてこの指示がどのように実現されたか、
寸だそれが正しいかどうかを検査することが出きないと
いう事態が起こる。
In a known method according to the problem that the invention seeks to solve, the main part of the electronic device is arranged in the measuring unit υ1 in the immediate vicinity of the ultrasound transducer. The front-end electronics includes a transmission noise generator which generates an electrical high-frequency noise ξ for the excitation reservoir of the ultrasonic transducer. Furthermore, the front-end electronics includes a receiving and measuring circuit that amplifies the electrical received signal emitted by the ultrasound transducer and processes the transit time between transmission and reception. A complete evaluation of the received signal is therefore carried out in the front-end electronics. The receiving and measuring circuit generates an output signal that is dependent on the travel time, which signal can be transmitted to a remote monitoring station without problems, for example as a direct current varying between 4 mA and 20 mA. This method allows cables of any line length to be laid in a customary manner, so that the monitoring station can be located at any desired distance from the measuring point. Signal transmission is resistant to failure. However, in this method, the ξ
Much of the information contained in the Luss shape no longer exists at the observation post. Therefore, the filling status is indicated, but how is this instruction realized at the monitoring station?
A situation may arise in which it is impossible to check whether or not it is correct.

本発明の課題は、超音波音響測深装置における障害の生
じない信号伝送を任意の長さの通常のケーブルを介して
可能としかつ受信信号を測定個所から離れた評価個所に
おいて情報の大部分を分析することができ、しかもその
都度使用の超音波変換器に評価装置を特別整合・する必
要がないようにしだ方法および装置を提供することであ
る。
The object of the present invention is to enable interference-free signal transmission in an ultrasonic sounding device over ordinary cables of any length and to analyze the majority of the information from the received signal at an evaluation point remote from the measuring point. It is an object of the present invention to provide a method and a device which can perform the evaluation without having to specially adapt the evaluation device to the ultrasonic transducer used each time.

問題点を解決するだめの手段 この課題は本発明によれば、測定個所においてエコーノ
ξルスの包絡線を表わす電気包絡線信号を発生しかつこ
れら包絡線信号を接続線を介して評価個所に伝送するこ
とによって解決される。
According to the invention, the object is to generate electrical envelope signals representing the envelope of the echonolus ξ at the measurement location and to transmit these envelope signals via a connecting line to the evaluation location. It is solved by

さらに本発明によれば測定個所に配設されている少なく
とも1つの超音波変換器と、出力側がこの超音波変換器
に接続されている。電気高周波送信・パルスを発生する
送信ノξルス発生器および入力側が前記超音波変換器に
接続されている増幅器および、時間シーケンスを制御す
る制御ユニットを含んでいる、測定個所に配設されてい
る前置電子装置と、この前置電子装置とは接続線を介し
て接続されている、評価個所に配設されている評価装置
とを備えた装置において前置電子装置は、増幅器に後置
接続されている包絡線発生回路並びに包絡線発生回路の
出力側を接続線に接続するだめの装置を含んでおり、か
つ評価装置は包絡線信号を処理する信号処理回路から成
っている。
Furthermore, the invention provides at least one ultrasonic transducer that is arranged at the measuring location and that the output side is connected to this ultrasonic transducer. a transmission noise generator for generating electrical high-frequency transmission pulses and an amplifier, the input side of which is connected to the ultrasound transducer, and a control unit for controlling the time sequence, which is arranged at the measuring point; In a device with a frontelectronic device and an evaluation device arranged at the evaluation point, which is connected to the frontelectronic device via a connecting line, the frontelectronic device is connected downstream to the amplifier. The evaluation device comprises an envelope generating circuit which is shown in FIG.

発明の作用 本発明は、受信信号の評価のために必要なすべての情報
がその包絡線に含まれており、一方このだめに搬送周波
数が必要としないという認識に基いている。従って測定
個所において発生された包絡線信号は必要とされるすべ
ての情報を含んでいる。包絡線信号の測定個所から評価
個所への伝送は任意の長さの通常のケーブルを介して問
題なくかつ障害に対して確実に行なうことができる。そ
の理由は包絡線信号は・gルス変調された高周波信号よ
シ著しく低い周波数および僅かな帯域幅を有しているか
らである。包絡線信号は評価個所においてその都度所望
の方法において必要な測定値を得るために、殊に勿論超
音波パルスの走行時間の測定のために処理することがで
きる。更に包絡線信号は評価開所において次のような付
加情報を得るために分析することができる。例えば信号
の晴間一致に関する統計学的な選択、2重反射の検出、
所望しない固定目標(妨害反射)の除去、所定の限界値
を信号レベルが下回っていないかの検出、前置電子装置
および超音波変換器等の正しい機能の監視等のために容
器における伝送状態を解析するためである。
Effect of the Invention The invention is based on the recognition that all the information necessary for the evaluation of the received signal is contained in its envelope, while no carrier frequency is required for this purpose. The envelope signal generated at the measurement location therefore contains all the required information. The transmission of the envelope signal from the measurement location to the evaluation location can be carried out problem-free and fault-proof via conventional cables of any length. This is because the envelope signal has a significantly lower frequency and a smaller bandwidth than the GLS modulated high frequency signal. The envelope signal can of course be processed at the evaluation location in order to obtain the required measured values in the respective desired manner, in particular, of course, for measuring the transit time of the ultrasonic pulse. Furthermore, the envelope signal can be analyzed in the evaluation field to obtain additional information such as: For example, statistical selection of clear coincidence of signals, detection of double reflections,
The transmission status in the vessel can be monitored for the purpose of eliminating undesired fixed targets (interfering reflections), detecting whether the signal level does not fall below predetermined limit values, monitoring the correct functioning of front-end electronics, ultrasonic transducers, etc. This is for analysis.

包絡線信号の処理は、例えば使用の超音波周波数、超音
波変換器のインピーダンス等の検出器固有のデータに評
価装置を特別整合することを前提としない。これにより
殊に、種々異なった超音波変換器を、その部室調節する
必要なしに同じ評価装置に接続することができる。この
ために、比較的多数の超音波音響測深装置を同じ評価装
置にまとめさせることが可能になり、これによシ例えば
比較的多数の容器における充てん状態の測定に対して必
要とされる評価装置の数を著しく低減することができる
The processing of the envelope signal does not presuppose any special adaptation of the evaluation device to detector-specific data, such as the ultrasound frequency used, the impedance of the ultrasound transducer, etc. This makes it possible, in particular, to connect different ultrasound transducers to the same evaluation device without having to adjust their chambers. This makes it possible to combine a relatively large number of ultrasonic sounding devices into the same evaluation device, thereby making it possible to use, for example, the evaluation device required for measuring the filling state in a relatively large number of containers. can be significantly reduced.

本発明の方法の有利な実施例によれば、包絡線信号の発
生および伝送は各送信周期の第1区分時間において行な
われ、その際第1区分時間の接続時間は少なくとも超音
波パルスの生じる最大走行時間に等しく、また各送信周
期の第2区分時間において測定個所において発生され、
包絡線信号の評価のために必要であるパラメータを特徴
付けている電気信号が同じ接続線を介して評価個所に伝
送される。
According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, the generation and transmission of the envelope signal takes place in the first time segment of each transmission period, the duration of the first time segment being at least the maximum time period during which the ultrasonic pulse occurs. equal to the travel time and generated at the measurement point in the second segment of each transmission period,
Electrical signals characterizing the parameters required for the evaluation of the envelope signal are transmitted to the evaluation location via the same connection.

別の低周波電気信号を同じ接続線を介して伝送すること
で評価個所において刊加情報の再生並びに測定精度およ
び障害安全性の改良が可能になる。即ち例えば超音波の
伝播媒体(即ち容器内の充てん物上の空気)の温度は、
充てん状態測定の精度に対して重要な情報である。とい
うのは超音波の伝播速度は温度に依存し、従って温度は
測定された走行時間からの進んだ距離の割算に係わって
いるからである。従って有利には付加的に伝送される信
号の1つは伝播媒体の温度を特徴付けている。非常に弱
くしかも測定距離に応じて非常に種々異なったレベルを
有している受信信号の包絡線信号を前置電子装置におい
て増幅度調整によって十分高いレベルにもっていくよう
にすれば障害に対する安全性を改善することができる。
By transmitting further low-frequency electrical signals via the same connection line, it is possible to reproduce the supplementary information at the evaluation point and to improve the measurement accuracy and fault safety. That is, for example, the temperature of the ultrasound propagation medium (i.e. the air above the filling in the container) is
This is important information for the accuracy of filling state measurement. This is because the propagation speed of ultrasound is temperature dependent and therefore temperature is involved in dividing the distance traveled from the measured travel time. One of the additionally transmitted signals is therefore advantageously characteristic of the temperature of the propagation medium. Safety against disturbances can be improved by bringing the envelope signal of the received signal, which is very weak and has very different levels depending on the measuring distance, to a sufficiently high level by adjusting the amplification in the front electronics. can be improved.

しかしこれにより種々異なった伝送条件を説明する、エ
コー振幅に含まれている情報が消失する。従って有利に
は付加的に伝送される信号の1つが受信されたエコーパ
ルスの振幅を特徴付けている。この信号は例えば増幅度
調整電圧から導吊することができる。
However, this eliminates the information contained in the echo amplitudes that accounts for the different transmission conditions. One of the additionally transmitted signals therefore preferably characterizes the amplitude of the received echo pulse. This signal can be derived, for example, from an amplification adjustment voltage.

更に、各送信周期を2つの区分時間に分割することによ
って、第2区分時間の期間中その都度、同じ区分時間に
おいて伝送される低周波電気信号と区別可能である少な
くとも1つの制ill信号を同じ接続線を介して評価個
所から測定個所に、それによシ包絡線信号の伝送を伺も
妨害することなく伝送できることになる。これによって
前置電子装置における所定の機能を評価個所から制御す
ることができる。
Furthermore, by dividing each transmission period into two time segments, each time during the second time segment at least one control signal that is distinguishable from the low-frequency electrical signal transmitted in the same time segment is transmitted to the same This means that the envelope signal can be transmitted via the connecting line from the evaluation location to the measurement location without any interference. This makes it possible to control certain functions in the front-end electronic device from the evaluation point.

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。
Embodiments Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings, with reference to the illustrated embodiments.

第1図は測定個所Mに配設されている容器10を示す。FIG. 1 shows a container 10 arranged at a measuring point M. FIG.

容器内には充てん物11が入っている。A filling material 11 is contained in the container.

容器10における充てん物を測定するために、生じる最
高の充てん状態の上方にある容器の上側に超音波変換器
12が配設されている。超音波変換器は周期的に、下方
に、容器内にある充てん物11に指向して超音波送信ノ
ξルスを発生し、かつ充てん物11の表面にて反射され
た超音波エコーパルスを受信しかつ電気受信信号に変換
する。超音波変換器12から充てん物11の表面に達し
かつそこから超音波変換器12に戻る超音波ノソルスの
走行時間は、超音波の周知の伝播速度において、超音波
が容器内で進行した麺離に対する尺度でありかつ従って
容器における充てん状態に対する尺度でもある。超音波
の伝播速度は殊に図示の例において容器内の充てん物よ
り上方にある空気である伝播媒体の温度に依存する。温
度が伝播速度に及はす影響を考慮できるように容器内に
、容器内の温度に依存する電気出力信号を送出する温度
検出器13が設けられている。
In order to measure the filling in the container 10, an ultrasonic transducer 12 is arranged on the upper side of the container above the maximum filling that occurs. The ultrasonic transducer periodically generates ultrasonic transmission pulses ξ directed downwardly toward the filling 11 in the container and receives ultrasonic echo pulses reflected from the surface of the filling 11. and converts it into an electrical reception signal. The travel time of the ultrasonic nosolus from the ultrasonic transducer 12 to the surface of the filling 11 and from there back to the ultrasonic transducer 12 is equal to the time it takes for the ultrasonic waves to travel within the container at the known propagation speed of the ultrasonic waves. and therefore also the filling condition in the container. The propagation speed of the ultrasound waves depends in particular on the temperature of the propagation medium, which in the illustrated example is air above the filling in the container. In order to be able to take account of the influence of temperature on the propagation velocity, a temperature detector 13 is provided within the vessel which delivers an electrical output signal that is dependent on the temperature within the vessel.

超音波変換器12および温度検出器13け、容器10の
直接近傍において同様測定個所MK配設これている前置
電子装置14に接続されている。前置電子装置14け超
音波変換器12に1電気高周波送信、oルス會送出し、
変換器がこれらノξルスケ超音波送信ノξルスに変換す
る。電子装置は超音波変換器12から超音波エコー/、
oルスに相応する電気受信信号を受信する。更に前置電
子装@14は温度検出器13の出力信号を受信する。
The ultrasonic transducer 12 and the temperature sensor 13 are connected to a front electronic device 14 which is likewise arranged in the immediate vicinity of the container 10 at the measuring point MK. 1 electric high frequency transmission to 14 ultrasonic transducers 12 in the front electronic device, 1 pulse transmission,
A converter converts these ξ scales into ultrasonic transmitters ξ. The electronic device receives ultrasonic echoes from the ultrasonic transducer 12/,
2. Receive an electrical reception signal corresponding to the signal. Furthermore, the front-end electronics@14 receives the output signal of the temperature sensor 13.

前置電子装置14は接続線15會介して、測定個所Mか
ら遠く離れている評価個所AK配設さjている評価装置
16に接続されている。評価装置16は第1K信号処理
回路17を有する。
The preelectronic device 14 is connected via a connecting line 15 to an evaluation device 16 which is located at an evaluation point AK which is remote from the measuring point M. The evaluation device 16 has a first K signal processing circuit 17 .

この回路には走行時間測定装置18が後置接続されてい
る。信号処理回路は、前置電子装置14から接続線15
を介して伝送婆れる信号を実施すべき評価に相応して処
理する。走行時間測定装置18は、信号処理回路17に
よって処理される信号から、容器10における超音波ノ
ソルスの走行時間をめ、かつ測定装置は出力側において
容器10における充てん状態を指示するがまたはこの充
てん状態に依存する切換過程を開始させるために使用す
ることができる信号音送出す机 第2図には、前置電子装置14に含まねている電子回路
のブロック回路図が図示さilている。
A running time measuring device 18 is connected downstream to this circuit. The signal processing circuit is connected from the front-end electronics 14 to the connection line 15
The signals transmitted via the controller are processed in accordance with the evaluation to be carried out. The transit time measuring device 18 determines the transit time of the ultrasonic nosolus in the container 10 from the signal processed by the signal processing circuit 17, and the measuring device indicates on the output side the filling state in the container 10. FIG. 2 shows a block circuit diagram of the electronic circuitry included in the front-end electronics 14.

第2図は超音波変換器12および温度検出器13並びに
この前置電子装置14全評価装置16に接続する接続!
15も示している。
FIG. 2 shows the connections of the ultrasonic transducer 12 and the temperature detector 13 as well as this front electronic device 14 to the entire evaluation device 16!
15 is also shown.

前置電子装置14は、前置電子装置におけるすべての過
程の時間経過を制御する制御ユニット20を有する。殊
に制御ユニット20は出力側20aに周期的なトリIノ
ぐルスを送信ノ々ルス発生器21に対して送出する。こ
のノξルス発生器の出力側は超音波変換器12に接続す
tlている。送信ノξルス発生器21はそれぞtlのト
リガパルスに基いて高周波送信ノξルスを送出する。
The front-end electronics 14 has a control unit 20 which controls the time course of all processes in the front-end electronics. In particular, the control unit 20 sends periodic trigonometric pulses to a transmission pulse generator 21 at an output 20a. The output side of this noise generator is connected to an ultrasonic transducer 12. The transmission noise generators 21 each send out a high frequency transmission noise ξ based on a trigger pulse of tl.

この、eルスは所望の最適の超音波周波数を有しかつ超
音波変換器12によって超音波送信、oルスに変換きれ
る。おのおのの送信パルスの持続時間は、送信周期より
短い。送信周期の方は、容器10における超音波ノξル
スの生じる最大走行時間より、即ち容器が空の場合ない
し生じる最低の充てん状態における走行時間よりも長い
、第4図に基いて後で詳しく説明するように、図示の実
施例において、容器10において超音波変換器12から
充てん物17の表面に達しかつ再び超音波変換器12に
戻る超音波パルスの生じる最大走行時間は250m5 
よりは短く、刀1つ送信周期は500 msの持続時間
Tp k有しかつおのおのの送信パルスの持続時間Ts
は1m5f、Gると仮定する。従って制御ユニット20
は50 msの周期的な時間間隔においてその都度トリ
Iノぐルスゲ送信ノξルス発生器21に送出し、この発
生器はそれに基いて超音波変換器I2に1ms の持続
時間の高周波送信、oルスを印加する。
This e-lus has the desired optimal ultrasound frequency and can be converted by the ultrasound transducer 12 into an ultrasonic transmission, o-rus. The duration of each transmit pulse is shorter than the transmit period. The transmission period is longer than the maximum transit time during which the ultrasonic pulse ξ occurs in the container 10, i.e. when the container is empty or in the minimum filling state that occurs, as will be explained in more detail later with reference to FIG. Thus, in the illustrated embodiment, the maximum travel time of the ultrasonic pulse from the ultrasonic transducer 12 to the surface of the filling 17 in the container 10 and back to the ultrasonic transducer 12 is 250 m5.
The transmission period for one sword is 500 ms, Tpk, and the duration of each bonito transmission pulse is Ts.
Assume that the distance is 1m5f and G. Therefore the control unit 20
is sent in each case at periodic time intervals of 50 ms to a pulse generator 21, which transmits a high-frequency transmission of a duration of 1 ms to the ultrasonic transducer I2, o Apply russ.

制御ユニット20の出力側20aにて周期的に送出され
るトリが、oルスは更に阻止時間間隔回路22に供給き
れる。最も簡単な場合単安定マルチバイブレータによっ
て形成される1m1止時間間隔回路22は、その都度の
トリガ信号に基いてその出力側から阻止信号を送出する
。この阻止信号の持続時間TBLは”阻止時間間隔”、
即ち超音波変換器12が有効なエコーパルスを受信する
ことができない時間に相応する。これは一方において送
信パルスが放射される時間であり、他方においてそれぞ
れの送信ノ々ルスに続く振動減衰時間、即ち超音波振動
子減幅振動をする時間である。減幅振動により超音波変
換器12の接続端子に同様電気信号が生じ、力)つ振動
期間中に到来するエコーパルスは、このエコーパルスか
ら派生する電気受信信号の振幅が段々と減衰していく信
号の振幅よシ小さいとき、評価することができない。阻
止時間間隔は、超音波変換器の特性、周囲条件(温度)
並びに組込み条件に依存して極めて種々異ならせること
ができる。従って阻止時間間隔回路22から送出される
阻止信号の持続時間は、生じる最大振動減衰時間を時間
的に安全な係数だけ上回るように設定きれる。
The birds periodically delivered at the output 20a of the control unit 20 can also be supplied to a blocking time interval circuit 22. The 1m1 stop time interval circuit 22, formed in the simplest case by a monostable multivibrator, sends out a blocking signal from its output on the basis of the respective trigger signal. The duration TBL of this blocking signal is the "blocking time interval",
That is, it corresponds to the time during which the ultrasound transducer 12 is unable to receive valid echo pulses. This is, on the one hand, the time during which the transmit pulse is emitted and, on the other hand, the oscillation decay time following each transmit nodal pulse, ie the time during which the ultrasonic transducer oscillates at a reduced amplitude. A similar electrical signal is generated at the connection terminal of the ultrasonic transducer 12 due to the reduced amplitude vibration, and the amplitude of the electrical reception signal derived from the echo pulse that arrives during the vibration period is gradually attenuated. When the amplitude of the signal is smaller, it cannot be evaluated. The blocking time interval depends on the characteristics of the ultrasound transducer, the ambient conditions (temperature)
They can also vary widely depending on the installation conditions. The duration of the blocking signal emitted by the blocking time interval circuit 22 can therefore be set in such a way that it exceeds the maximum vibration damping time that occurs by a temporally safe factor.

超音波変換器12は、超音波変換器12が超音波エコー
パルスの受信の都度送出する電気受信信号を増幅する増
幅器24の入力側24aに接続されている。増幅器24
の増幅度は増幅度制御入力端24bに印加される電圧に
よって制御可能である。更に増幅器24は、阻止時間間
隔回路22の出力側に接続されている阻止入力側24c
f有し、その結果増幅器は阻止時間間隔回路22刀1ら
送出さねるそれぞれの阻止信号の持続時間の間阻止され
ている。従って送信ノξルス発生器21から送出される
高周波送信ノξルス並びに超音波変換器12の振動減衰
によって発生される、増幅器24の振動は伝達さ力ずか
つ増幅器24の出力側には阻止時間間隔の経過−後到来
するエコー信号しか現われない。
The ultrasound transducer 12 is connected to the input 24a of an amplifier 24, which amplifies the electrical reception signal that the ultrasound transducer 12 sends out each time it receives an ultrasound echo pulse. amplifier 24
The amplification degree of can be controlled by the voltage applied to the amplification control input terminal 24b. Furthermore, the amplifier 24 has a blocking input 24c connected to the output of the blocking time interval circuit 22.
f, so that the amplifier is blocked for the duration of each blocking signal that is not sent out by the blocking time interval circuit 221. Therefore, the vibrations of the amplifier 24 generated by the high-frequency transmission noise ξ sent out from the transmission noise generator 21 as well as the vibration damping of the ultrasonic transducer 12 are transmitted without any force and there is a blocking time on the output side of the amplifier 24. Only echo signals arriving after the elapse of the interval appear.

充てん状態測定においておのおのの送信周期において、
充てん物11の表面にて反射された超音波エコーパルス
から派生する有効な受信信号のみが生じる。この受信信
号は、送信パルス発生器21から送出される高周波数送
信パルスと同じ搬送周波数を有する高周波ノ々ルスであ
るが、その曲線形状は超音波変換器12の伝送特性およ
び容器10における伝送状態によって規定されるので、
送信ノξルスの曲解形状とは異なっている。第3図のダ
イヤグラムAはfllとして送信ノξルス発生器21か
ら送出これる高周波送信ノξルスを示し、その際送信ノ
ξルスが矩形形状にキーイングされているものと仮定し
ている。
In each transmission cycle during filling state measurement,
Only valid received signals result from ultrasound echo pulses reflected at the surface of the filling 11. This reception signal is a high-frequency signal having the same carrier frequency as the high-frequency transmission pulse sent out from the transmission pulse generator 21, and its curve shape is determined by the transmission characteristics of the ultrasonic transducer 12 and the transmission state in the container 10. Since it is defined by
This is different from the distorted shape of the transmission noll ξ. Diagram A in FIG. 3 shows the high-frequency transmission noise ξ which can be sent out from the transmission noise ξ pulse generator 21 as flll, assuming that the transmission noise ξ is keyed into a rectangular shape.

第3図のダイヤグラムBは増幅器24の出力側における
、受信された超音波エコーノξルスに相応する受信信号
を示す。送信・ξルスと受信・ξルスとの間の時間間隔
TM は容器10における超音波の走行時間に相応し、
ひいては充てん状態を表わす。エコー信号の振幅および
時間経過は容器における伝送状態全再現している、増幅
器24の出力側に、増幅器24の出力信号の包絡線の時
間経過に相応する出力信号を発生する包絡線発生回路2
5が接続されている。
Diagram B of FIG. 3 shows the received signal at the output of the amplifier 24, which corresponds to the received ultrasound echo nolus ξ. The time interval TM between the transmitting ξrus and the receiving ξrus corresponds to the transit time of the ultrasound in the container 10,
In turn, it represents the filling state. The amplitude and time course of the echo signal fully reproduce the transmission state in the container.On the output side of the amplifier 24, an envelope generating circuit 2 generates an output signal corresponding to the time course of the envelope of the output signal of the amplifier 24.
5 is connected.

第3図のダイヤグラムCは、ダイヤグラムBの受信信号
に対して包絡線発生回路25の出力側において取出畜れ
る包絡線信号を示す。この包絡線信号は、ダイヤグラム
Bの高周波信号の包絡線に相応する時間経過を有する雪
圧、oルスである。従ってこの電圧ノξルスは、伝送状
態の評価および判定に対して必要であるすべての情報を
含んでいる。包絡線発生回路25は最も簡単な場合振幅
変調器によって形成することができ、場合に応じて受信
信号の搬送周波数に同調されている帯域通過フィルタが
前置接続されている。
Diagram C in FIG. 3 shows the envelope signal extracted at the output of the envelope generating circuit 25 for the received signal of diagram B. This envelope signal is a snow pressure, or pulse, which has a time course corresponding to the envelope of the high-frequency signal of diagram B. This voltage norm ξ therefore contains all the information necessary for the evaluation and determination of the transmission state. The envelope generating circuit 25 can be formed in the simplest case by an amplitude modulator, optionally upstream with a bandpass filter tuned to the carrier frequency of the received signal.

包絡線発生回路25の出力側は論理スイッチ回路26の
信号人力fArJ 26 aに接続ζ力でいる。
The output side of the envelope generating circuit 25 is connected to the signal input fArJ 26 a of the logic switch circuit 26.

この回路の出力側には接続線15が接続されている。こ
の論理スイッチ回路26は制御入力側27ai有し、こ
の入力側は制御ユニッ)20の第2出力側20bに接続
されている。論理スイッチ回路2Gの別の制御入力端は
阻止時間間隔回路22の出力側から阻止信号を受取る。
A connecting line 15 is connected to the output side of this circuit. This logic switch circuit 26 has a control input 27ai, which is connected to a second output 20b of the control unit 20. A further control input of the logic switch circuit 2G receives the blocking signal from the output of the blocking time interval circuit 22.

更に包絡線発生回路25の出力信号は増幅度調整器28
の入力側に供給される。この増幅度調整器は増幅器24
の増幅度制御人力側24bに、受信信号に相応する包絡
線信号の振幅を前取って決めら117j一定の値に保持
しようとする増幅度調整電圧を送出する。このようにり
、て、一方において種々異なった測定距離、他方におい
て超音波に対する種々異なった伝播条件によって惹起感
ねる、エコー振幅の著しい変動が補償される。この関連
において、充てん状態測定並びに他の大抵の音響測深装
置の用途においてもおのおのの送信周期において、一般
に緩慢にしてかつ連続的にしか変化しない所定の目標距
離に相応する有効エコー信号しが得られないという事実
が重要である。従って増g塵金これら有効エコーノξル
スの振幅全一定に保持するように調整することは容易に
可蛯である。場合に応じて障害ノξルスまたは多重エコ
ーを抑圧するために付加的な処置を講することができる
Furthermore, the output signal of the envelope generation circuit 25 is sent to an amplification degree adjuster 28.
is supplied to the input side of the This amplification adjuster is the amplifier 24
The amplitude of the envelope signal corresponding to the received signal is predetermined 117j and sent to the amplification control manual side 24b to maintain it at a constant value. In this way, significant fluctuations in the echo amplitude, which are caused by different measuring distances on the one hand and different propagation conditions for the ultrasound waves on the other hand, are compensated for. In this connection, in filling state measurements as well as in most other applications of sounding devices, in each transmission period an effective echo signal corresponding to a given target distance is obtained which generally varies only slowly and continuously. The fact that there is no is important. Therefore, it is easy to adjust the amplitude of these effective echo nodules to keep them constant. If appropriate, additional measures can be taken to suppress disturbance noises or multiple echoes.

しかし増幅度調整のためエコー信号の振幅に含まれてい
る情報が、超音波変換器から充てん物表面に至りかつ超
音波変換器に戻る途上で超音波ノぐルスがエコー減衰を
介して消失する。これらの情報も評価装置におけるエコ
ー信号の評価に対し゛て重要かもしれないので、評価装
置に対して付加的にエコー振幅に関する別個の情報が伝
送さねる。この目的のために増幅度調整器28から送出
される増幅度調整電圧が電圧/時間変換器29の入力側
29aに供給きれる。この変換器の出力側は論理スイッ
チ回路26の別の制御入力側27cに接続されている。
However, due to the amplification adjustment, the information contained in the amplitude of the echo signal is lost through echo attenuation during the process from the ultrasonic transducer to the filling surface and back to the ultrasonic transducer. . Since these information may also be important for the evaluation of the echo signal in the evaluation device, no separate information regarding the echo amplitude is additionally transmitted to the evaluation device. For this purpose, an amplification adjustment voltage delivered by the amplification regulator 28 can be applied to the input 29a of the voltage/time converter 29. The output of this converter is connected to a further control input 27c of the logic switch circuit 26.

電圧/時間変換器29の別の入力側29bは制御ユニッ
ト20の出力側20bに接続されている。電圧/時間変
換器29は入力側29bに供給される信号によりその都
度出方信号全送出する。この出力信号の持続時間TV 
は入力側29aに加わる増幅度調整電圧に依存している
、 最後に温度検出器13の出方信号は増幅器3゜における
増幅後輪理スイッチ回路26の別の信号入力側26bに
加わる。
A further input 29b of the voltage/time converter 29 is connected to an output 20b of the control unit 20. The voltage/time converter 29 sends out the entire output signal in each case according to the signal supplied to the input 29b. The duration of this output signal TV
is dependent on the amplification adjustment voltage applied to the input 29a.Finally, the output signal of the temperature sensor 13 is applied to a further signal input 26b of the post-amplification wheel switching circuit 26 in the amplifier 3°.

論理スイッチ回路26は、制御ユニッ)20゜阻止時間
間隔回路22および電圧/時間変換器29から供給され
る時間制御信号による制御に基いて接続線15を順次種
々異なった信号源に接続する電子切換装置である。
The logic switch circuit 26 is an electronic switching circuit which connects the connecting line 15 sequentially to different signal sources under the control of time control signals supplied by the control unit) 20° blocking time interval circuit 22 and the voltage/time converter 29. It is a device.

第4図のダイヤグラムは持続時間T、−500の信号の
持続時間はわかり易くするために正確な縮尺で図示され
てはいない。
In the diagram of FIG. 4, the duration of the signal of duration T, -500, is not drawn to scale for clarity.

先に挙げた数値例によねば送信周期TP O持続時間は
エコーノξルスの生じる最長走行時間の2倍以上に選定
されている。送信周期は、250m5 の持続時間を有
する2つの同じ大きさの区分時間T およびTP2に分
割されている。区分1 時間TP1は、エコーノξルスに相応する包絡線信号の
伝送のために用いられ、−吉凶分時間TP2において評
価装置16において包絡線信号の評価に対して必要とさ
れる残りの信号が伝送される。勿論2つの区分時間TP
1およびTP2が同じ大きさであることは必ずしも必要
ではない。例えば残りの信号の伝送のた。めに設けられ
ている区分時間TP2は、エコー信号の受信および伝送
に対して使用される区分時間TP1よりずつと短くする
こともできる。
According to the numerical example given above, the duration of the transmission period TPO is selected to be at least twice the longest running time during which the echonolus ξ occurs. The transmission period is divided into two equally large time periods T and TP2 with a duration of 250 m5. Section 1 Time TP1 is used for the transmission of the envelope signal corresponding to the echonolus ξ, and the remaining signal required for the evaluation of the envelope signal in the evaluation device 16 is transmitted in -auspicious time TP2. be done. Of course, there are two time periods TP.
It is not necessary that 1 and TP2 be the same size. For example, for the transmission of the remaining signals. The segment time TP2 provided for this purpose can also be made smaller than the segment time TP1 used for receiving and transmitting the echo signal.

おのおのの送信周期の始めにおける時点LOにおいて制
御ユニット20は出力側20a刀1ら送出される!・リ
ガノξルスと同期して論理スイッチ回路26の制御入力
端27;]に信号金印加する。この信号は論理スイッチ
回路26を、一定の直流電圧1J 有利には給電電圧V
。0 が線151 に印加される位置にする。この電圧段階の開始は評価装
置16に超音波送信ノξルスの送出の時期、従って測定
時間の開始を信号により知らせる。直流電圧電位V。0
の伝送の持続時間は有利には送信パルスの持続時間T8
 に等しく、こ\で仮に挙げた数値例では1ms であ
る。この持続時間は第4図において送信周期の持続時間
T1゜に比べて誇張して大きく図示されている。
At the time LO at the beginning of each transmission period, the control unit 20 is sent out from the output 20a!・A signal gold is applied to the control input terminal 27 of the logic switch circuit 26 in synchronization with the signal ξ. This signal activates the logic switch circuit 26 at a constant DC voltage of 1 J, preferably at the supply voltage V
. 0 is applied to line 151. The beginning of this voltage step signals the evaluation device 16 when to send out the ultrasonic transmission pulse ξ and thus the beginning of the measuring time. DC voltage potential V. 0
The duration of the transmission of is preferably equal to the duration of the transmitted pulse T8
In the numerical example given here, it is 1 ms. This duration is exaggerated in FIG. 4 compared to the duration T1° of the transmission cycle.

送信時間T8の経過後論理スイッチ回路26は時点t、
において阻止時間間隔回路22から制御入力側27bに
印加される阻止信号の作用に基いて接続線15に印加さ
れる直流電圧が例えば2/3voo である比較的低い
値U1.に下げられる位置に移行する。この状態は、l
!lI止時間開時間間隔回路22て決められる阻止時間
T13Lの持続期間中維持される。この阻止時間は既述
の数値例において送信ノξルスの始めかやで6msであ
る。これにより評価装置16に阻止時間の持続時間が指
示される。阻止時間T131、も第4図において誇張し
て大きく図示されている。
After the transmission time T8 has elapsed, the logic switch circuit 26 is at the time t,
Under the action of the blocking signal applied from the blocking time interval circuit 22 to the control input 27b, the DC voltage applied to the connecting line 15 at a relatively low value U1., for example 2/3 voo. Move to a position where it can be lowered. This state is l
! II is maintained for the duration of the stop time T13L determined by the open time interval circuit 22. This blocking time is 6 ms at the beginning of the transmission noise ξ in the numerical example given above. This indicates to the evaluation device 16 the duration of the blocking time. The blocking time T131 is also shown in an exaggerated manner in FIG.

時点t2における阻止時間TBLの終了後論理スイッチ
回路26は接続線15を信号入力端26aに接続する。
After the termination of the blocking time TBL at time t2, the logic switch circuit 26 connects the connection line 15 to the signal input terminal 26a.

従って阻止時間に枡く、送信周期の第1区分時間T1.
の残りの部分において、エコーノξルスに相応する包絡
線信号UII が評価装置16に伝送される。評価装置
16は、送信時点t。と、包絡線信号UI+の前縁が前
取って決められた閾値に達する時点」ヤ との間の時間
間隔TM’ff検出し、かつそこから残りの信号を用い
て伝送されるノぐラメータを考慮して容器lOにおける
充てん状態全計算する。
Therefore, the first segment time T1 of the transmission period coincides with the blocking time.
In the remaining part, an envelope signal UII corresponding to the echonolus ξ is transmitted to the evaluation device 16. The evaluation device 16 determines the transmission time t. Detect the time interval TM'ff between the leading edge of the envelope signal UI+ and the point in time when the leading edge of the envelope signal UI+ reaches a predetermined threshold value, and from there detect the time interval TM'ff that is transmitted using the remaining signal. The full filling state in the container IO is calculated taking into consideration.

2.50+++sの経過後制御ユニット20は時点t3
において新たに論理スイッチ回路26の制御入力側27
aに、給電電圧V。0の値を有しl msの持続時間を
有する同期ノξルスU。全送出するよう作用する信号を
加える。この同期ノξルスU。は評価装置16に送信周
期の第1区分時間T12の開始を指示する。
2. After 50+++s, the control unit 20 returns to time t3.
In addition, the control input side 27 of the logic switch circuit 26 is newly added.
a, the supply voltage V. A synchronization norm ξ with a value of 0 and a duration of l ms. Add a signal that causes the entire signal to be sent out. This synchronization nolus ξ U. instructs the evaluation device 16 to start the first segment time T12 of the transmission cycle.

しかし同期、oルスU。に伴って制御ユニット20の出
力側20aにおけるトリガノξルスが生じる訳ではない
ので、この時点において超音波送信ノξルスの送出は行
なわれずかつ阻止時間間隔回路22は制御入力側27b
に阻止信号を印加しない。従って接続線15における電
圧レベルは1時点t4における同期、oルスU。の終了
時において0■に降下する。こ\では2/3vooへ電
圧段階が生じないので評価ユニット16は送信周期の2
つの区分時間Tp、およびT、2に区別することができ
る。
However, in the same period, orus U. Since a trigger pulse ξ does not occur at the output 20a of the control unit 20, no ultrasonic transmission pulse ξ is transmitted at this point, and the blocking time interval circuit 22 is connected to the control input 27b.
Do not apply a blocking signal to the The voltage level on the connecting line 15 is therefore synchronized at one time t4, or the voltage level U. At the end of , it drops to 0■. In this case, since no voltage step occurs to 2/3 voo, the evaluation unit 16
It can be distinguished into two partitioned times, Tp, and T,2.

制御入力側27cに印加される。電圧/時間壷澁l81
On小山も!云三If rリイ仇広1’−J−1λ鱈洋
時間TVの経過後、論理スイッチ回路26は時点t5 
から信号入力端26bと接続線15との間の接続kf’
成し、その結果増幅器30の出力電圧は接続線15に伝
送される。従って接続線15は区分時間”P2の残りの
部分において温度検出′ 器13によって検出された、
容器内の温度葡表わす電圧UTヲ導く。この電圧は、次
の送信周期が始まりかつ新たに電圧値V。、:ヲ有する
同期ノ?ルスが接続線15を介して伝送きれる時点to
′まで維持される。
It is applied to the control input side 27c. Voltage/time jar 181
On Koyama too! After the elapse of time TV, the logic switch circuit 26 switches to time t5.
connection kf' between the signal input end 26b and the connection line 15
, so that the output voltage of amplifier 30 is transmitted to connection line 15 . Therefore, the connecting line 15 is detected by the temperature detector 13 during the remainder of the segment time "P2".
A voltage UT representing the temperature inside the container is introduced. This voltage is set to a new voltage value V at the beginning of the next transmission cycle. , : Do you have the same synchronization? The point at which the signal can be transmitted via the connection line 15 to
’ is maintained until ’.

電圧/時間変換器29によって決められる持続時間TV
 は増幅度調整器28の出力側における増幅度調整電圧
に依存しかつ従ってエコー振幅に対する尺度である。従
って値OVと温度電圧U、1との間の電圧ステップ変化
時点t5はエコー振幅に依存してシフトされる。即ち区
分時間TP2においてエコー振幅情報が時間信号によっ
て伝送婆れかつ温度情報が電圧レベルによって伝送され
る。
Duration TV determined by voltage/time converter 29
depends on the amplification adjustment voltage at the output of the amplification regulator 28 and is therefore a measure for the echo amplitude. The voltage step change time t5 between the value OV and the temperature voltage U,1 is therefore shifted depending on the echo amplitude. That is, in the divided time TP2, echo amplitude information is transmitted by a time signal, and temperature information is transmitted by a voltage level.

このようにして評価個所において必要とされるすべての
情報は接続線15を介して非常に低周波の信号によって
伝送される。従って接続線15は簡単な、遮へいされて
いない導体とすることができ、かつ伝送される信号は接
続線の長きが著しく長い場合でも大して減衰されない。
In this way, all the information required at the evaluation point is transmitted via the connection line 15 by means of very low-frequency signals. The connecting line 15 can therefore be a simple, unscreened conductor, and the transmitted signal is not significantly attenuated even if the length of the connecting line is very long.

勿論種々異なった情報音時間的に別の順序で接続線を介
して伝送することもできるか、または伝送形式を任意に
変えることができ、その場合例えばエコー振幅が電圧値
によって表わされかつ温度が時間情報によって表わされ
る。更に区分時間TP2において別の関心のある情報を
類似の低周波信号を用いて評価装置に伝送することがで
きる。
Of course, it is also possible to transmit different information signals in a different temporal order over the connection line, or the transmission format can be varied arbitrarily, in which case, for example, the echo amplitude is expressed by a voltage value and the temperature is represented by time information. Furthermore, further information of interest can be transmitted to the evaluation device at segment time TP2 using a similar low-frequency signal.

評価装置16に含まれている信号処理回路17は勿論、
伝送される包絡線信号および伝送ばれる残りの信号の処
理に対して適しているように構成されている、この構成
並びに走行時間測定装置18の構成は、伝送される信号
がわかっていれば当業者には何の困難もなぐ推考できる
ので詳しい説明は不要である。例えば信号処理回路17
および走行時間測定装置18の重要な構成部分として適
当にプログラミングされたマイクロコンピュータを使用
することができる。伝送される信号はこの場合評価個所
においてデジタル化され、記憶されかつマイク11コン
ピユータによって処理これる。
Of course, the signal processing circuit 17 included in the evaluation device 16
This configuration, as well as the configuration of the transit time measuring device 18, which is adapted to be suitable for processing the transmitted envelope signal and the transmitted residual signal, can be determined by a person skilled in the art with knowledge of the transmitted signals. can be deduced without any difficulty, so a detailed explanation is unnecessary. For example, the signal processing circuit 17
A suitably programmed microcomputer can also be used as an essential component of the running time measuring device 18. The transmitted signals are then digitized at the evaluation station, stored and processed by the microphone 11 computer.

第5図ないし第7図に基いて充てん測定装置の変形され
た実施例について説明するが、この実施例において増幅
器24の増幅塵は評価個所Aによって、送信周期の第2
区分時間の期間中同じ接@線15全介して評価装置16
から前置電子装置14に反対方向に伝送きれる信号によ
って制御される。
A modified embodiment of the filling measuring device will be explained based on FIGS. 5 to 7. In this embodiment, the amplification dust of the amplifier 24 is measured at the second
The evaluation device 16 is passed through the same tangent line 15 during the segmented time.
It is controlled by a signal that can be transmitted in the opposite direction from to the front-end electronics 14.

第5図は左側に測定個所Mに配設された前置電子装置1
4のブロック回路図が図示されており、右側には評価個
所Aに設けられている評価装置16のブロック回路図が
図示されており、かつその間に、任意の長さとすること
ができるので破線で示されている接続線15が図示され
イ1へム 前置電子装@14のブロック回路図は第2図ら に示したものに大体相応する。変θ)い回路構成部分は
第2図と同じ番号が付きれており繰返し、では説明しな
い。第5図の前置電子装置14は第2図のものとは次の
点でのみ異なっている:論理スイッチ回路26の出力側
に、論理スイッチ回路26からその都度供給される信号
電圧全接続線15全介[7て評価装置16に伝送される
電流に変換する電流ドライバ40が後置接続きれている
。即ち接続線15はこ\では電圧伝送線ではなく、電流
ループとして駆動される。
Figure 5 shows the front electronic device 1 located at the measurement point M on the left side.
4 is illustrated, and on the right side is a block circuit diagram of the evaluation device 16 provided at evaluation point A. In between, the block circuit diagram of the evaluation device 16 provided at evaluation point A is shown, and between them, the length can be set to any desired length, so the broken line The block circuit diagram of the front-end electronics 14, in which the connecting lines 15 are illustrated, corresponds approximately to that shown in FIGS. Different circuit components are numbered the same as in FIG. 2 and will not be described again. The front electronics 14 of FIG. 5 differs from that of FIG. 2 only in the following respects: On the output side of the logic switch circuit 26, all signal voltage connections are supplied in each case from the logic switch circuit 26. 15. A current driver 40 for converting the current into a current that is transmitted to the evaluation device 16 is connected downstream. That is, the connecting line 15 is now driven not as a voltage transmission line but as a current loop.

第7図のダイヤグラムは、接続線15を介して伝送され
る電流■の時間経過を示す。この経過は第2図の電圧ダ
イヤグラムの時間経過と一致する。その際第2図の電圧
値UA、 UB、 UH。
The diagram in FIG. 7 shows the time course of the current ■ transmitted via the connecting line 15. The diagram in FIG. This course corresponds to the time course of the voltage diagram in FIG. In this case, the voltage values UA, UB, UH shown in Fig. 2.

UoおよびU、1.は電流値■A 、”B ’ ”H’
 ”Oないし工。に相応する。正の給電電圧V。0 に
相応する最大電流値は例えば10 mAである。
Uo and U,1. is the current value ■A, “B”, “H”
The maximum current value corresponding to the positive supply voltage V.0 is, for example, 10 mA.

電流ドライノ々40に、制御ユニット20の別の出力側
20cに接続されている制御入力端を有する検出器回路
50が接続されている。
A detector circuit 50 is connected to the current liners 40, which has a control input connected to a further output 20c of the control unit 20.

第2図の、調整ループに設けられている増幅度調整器2
8に代わって、入力側が検出器回路50の出力側に接続
されている増幅度制御回路60が設けられている。増幅
度制御回路60の出力側は、第2図の増幅度調整器28
の出力側と同様に増幅器24の増幅度制御入力端24b
および電(E/時間変換器29の人力11j!I 29
2に接続されている。
Amplification adjuster 2 provided in the adjustment loop in Fig. 2
8 is replaced by an amplification control circuit 60 whose input side is connected to the output side of the detector circuit 50. The output side of the amplification control circuit 60 is the amplification adjuster 28 shown in FIG.
Similarly to the output side of the amplifier 24, the amplification control input terminal 24b
and electric power (E/time converter 29 human power 11j! I 29
Connected to 2.

評価装置16は、第1図の信号処理回路17および走行
時間測定装置18の機能を実施するようにプログラミン
グされているマイク「ズコンピュータ70を有する。評
価装置16において接続線15と了−スとの間に接続さ
れている抵抗71が電流ループを閉じている。この抵抗
71における電圧降下はAD変換器72・の入力端に加
わって、そのデ・フタル出力信号がマイクロコンピュー
タ70に供給される。
The evaluation device 16 has a microphone computer 70 which is programmed to carry out the functions of the signal processing circuit 17 and the running time measurement device 18 of FIG. A resistor 71 connected between the two terminals closes the current loop.The voltage drop across this resistor 71 is applied to the input terminal of an AD converter 72, and its digital output signal is supplied to the microcomputer 70. .

マイクロコンピュータ70の出力側は、スイッチ73を
制御し、このスイッチによって−1−24■の電圧を接
続線15に印加することができる。
The output side of the microcomputer 70 controls a switch 73 by which a voltage of -1 to 24 cm can be applied to the connecting line 15.

この電圧は例えば+12Vである、前置電子装置におい
て使用される正の給電電圧V。。、1:り著しく高い。
This voltage is the positive supply voltage V used in front-end electronics, for example +12V. . , 1: extremely high.

スイッチ73の閉成によって+24Vの電圧パルス1J
8の伝送に対して送信周期の第2区分子 において、可
変の期間TVの終了点2 がどんな場合にも時間窓陣内に生じることがないように
設定されている時間窓TPが設けられている。第7図に
おいて、最大期間謁は140m5.l:v小ざいものと
仮定しである。時間窓TFは、同期)ξルス■。の終了
flk 140 msの時点t6において始まりか96
0 ms の持続時間を有し、その結果同期ノξルスエ
。の終了から200 ms、の時間間隔を有する時点t
7において終了する。
By closing the switch 73, a +24V voltage pulse of 1J is generated.
In the second segment of the transmission period for the transmission of 8, a time window TP is provided, which is set such that the end point 2 of the variable duration TV cannot in any case occur within the time window. . In Figure 7, the maximum period of audience is 140m5. It is assumed that l:v is small. The time window TF is synchronized)ξrus■. The end of flk starts at time t6 of 140 ms or 96
has a duration of 0 ms, resulting in a synchronization noise ξ. The time point t has a time interval of 200 ms from the end of
It ends at 7.

時間窓T 期間の電圧パルスUSの有無は、評価装置1
6から前置電子装置に伝送される制御情報が示す。スイ
ッチ73の閉成によって接続線15に電圧・ぐルスU8
が印加きれると”増幅度を高めよ”全意味する。時間窓
TF期間中に電圧・ξルスU8が生じなければ“増幅度
を低減せよ”を意味する。前置電子装置14における検
出器回路50は、各時間窓T2、における電圧ノξルス
U8 の有無を検出しかつ増幅度制御回路60によって
増幅器24の増幅度を相応に変化させるようにする。
The presence or absence of the voltage pulse US during the time window T period is determined by the evaluation device 1.
The control information transmitted from 6 to the front-end electronics is shown. Closing the switch 73 causes the connection line 15 to receive voltage/Grus U8.
When the voltage is applied completely, it means "increase the amplification degree". If the voltage/ξ pulse U8 does not occur during the time window TF, it means "reduce the amplification degree". A detector circuit 50 in the front-end electronics 14 detects the presence or absence of a voltage norm U8 in each time window T2 and causes an amplification control circuit 60 to vary the amplification of the amplifier 24 accordingly.

電流Pライノ40、検出器回路5oおよび増幅制御回路
60の実施例は第6図に比較的詳しく図示されている。
An embodiment of the current P rhino 40, detector circuit 5o and amplification control circuit 60 is illustrated in relative detail in FIG.

電流Pライノ40は、電圧/電流変換器として作用する
増幅器41を有する。増幅器の出力側には抵抗42全介
して接続III 15が接続されている。増幅器41か
ら接続線15を介して伝送される電流Iは常時正である
ので(第7図)、この電流は抵抗42において、増幅器
41の出力側に接続されている、抵抗42の端子が常時
比較的高い電位を導くように電圧降゛ドヲ生せしめる。
The current P rhino 40 has an amplifier 41 that acts as a voltage/current converter. A connection III 15 is connected to the output of the amplifier via a resistor 42. Since the current I transmitted from the amplifier 41 via the connecting line 15 is always positive (FIG. 7), this current is always connected to the terminal of the resistor 42 connected to the output side of the amplifier 41 at the resistor 42. A voltage drop is generated to lead to a relatively high potential.

増幅器41は、+12vの正の給電電圧vooにおいて
飽和状態になるように構成されている。従って評価装[
16においてスイッチ73の閉成によって+12Vよシ
高い電圧が接続線1’5 K印加これる時、増幅器41
はもはや電流を送出することができず、かつ抵抗42に
おける極性が反転する。この極性反転は検出器回路50
によって検出される。
The amplifier 41 is configured to be saturated at a positive supply voltage voo of +12v. Therefore, the evaluation device [
16, when a voltage higher than +12V is applied to the connecting wire 1'5K by closing the switch 73, the amplifier 41
is no longer able to deliver current and the polarity at resistor 42 is reversed. This polarity reversal is caused by the detector circuit 50
detected by.

検出器回路50は、差入力fJIUを有する演算増幅器
によって形成きれている比較器51を含んでいる。演算
増幅器の反転入力側は2つの抵抗52.53力)ら形成
でれている分圧器のタップに接続されている。この分圧
器は増幅器41に接続されている、抵抗42の端子と了
−スとの間に接続きれている。演算増幅器の非反転入力
側は、接続線15に接続されている、抵抗42の端子と
アースとの間に接続されている、2つの抵抗54.55
から形成された分圧器のタップに接続啓れている。演算
増幅器の出方側は、反転入力側に印加される電位が非反
転入力側に印加される電位より高いとき、負の電、rf
、に導く。
The detector circuit 50 includes a comparator 51 formed by an operational amplifier with a differential input fJIU. The inverting input of the operational amplifier is connected to the tap of a voltage divider formed by two resistors 52, 53). This voltage divider is connected between a terminal of a resistor 42, which is connected to an amplifier 41, and a terminal. The non-inverting input side of the operational amplifier is connected to two resistors 54, 55, which are connected to the connecting line 15, between the terminals of the resistor 42 and ground.
It is connected to the tap of the voltage divider formed from the cap. When the potential applied to the inverting input side is higher than the potential applied to the non-inverting input side, the output side of the operational amplifier receives a negative voltage, rf
, leading to.

即ち電位の状態が反転すると、演算増幅器の出力電圧は
正になる。
That is, when the potential state is reversed, the output voltage of the operational amplifier becomes positive.

比較器51の出力信号はゲート回路56?介して保持素
子57に送出される。ゲート回路56は、カスケード接
続された2つの単安定マルチノミイブレータ58および
59から形成されている時間制御0路によって制御され
る。2つの単安定マルチバイブレータ58および59は
負の方向に向かうパルス側縁によってトリガきれる。
The output signal of the comparator 51 is the gate circuit 56? via the holding element 57. The gating circuit 56 is controlled by a time-controlled circuit formed from two monostable multinomial ibrators 58 and 59 connected in cascade. The two monostable multivibrators 58 and 59 can be triggered by negative-going pulse edges.

単安定マルチノミイブレータ58の保持時間は140 
ms であり、かつ単安定マルチバイブレータ59の保
時時間は6 ’Oms である。
The retention time of the monostable multinomial ibrator 58 is 140
ms, and the time keeping time of the monostable multivibrator 59 is 6'Oms.

単安定マルチノミイブレータ58のトリガ入力端は、制
御ユニット20の出力側20 CK接続されている。制
御ユニット20は出力(120、:にて送信周期の都度
、同期)ξルスI。と時間的に一致する(第7図)ノξ
ルスを送出する。単安定マルチノζイブレータ58はこ
のノぐルスの後縁によってトリガされる。140 ms
 の保持時間の経過後単安定マルチノ々イブレータ58
は単安定マルチノミイブレータ59をトリガする。単安
定マルチノミイブレータ59の出力側は、ケート回路5
6の制御入力側に接続されており、その結果ゲート回路
56は単安定マルチノミイブレータ59の保持時間の持
続時間の間開数されている。第7図からたソちにわかる
ように、ゲートli路56の開放時間は正確に時間窓T
、に相応する。従って各送信周期において時間窓TF 
の期間中生じる、比較器51の出力電圧が保持素子57
に伝送きれる。保持素子においてこの電圧が次の送信周
期における時間窓の開始まで記憶される。
The trigger input terminal of the monostable multinomial ibrator 58 is connected to the output side 20CK of the control unit 20. The control unit 20 outputs (120, synchronized at each transmission cycle) ξrus I. coincides temporally with (Fig. 7) ξ
Send out Luz. A monostable multi-nogle ζibrator 58 is triggered by the trailing edge of this noggle. 140ms
After the retention time of 58
triggers the monostable multinomial ibrator 59. The output side of the monostable multinomial ibrator 59 is connected to the gate circuit 5.
6, so that the gate circuit 56 is open for the duration of the holding time of the monostable multinomial ibrator 59. As can be clearly seen from FIG.
, corresponds to . Therefore, in each transmission period, the time window TF
The output voltage of the comparator 51 that occurs during the period of
The transmission can be completed. This voltage is stored in the holding element until the beginning of the time window in the next transmission period.

増幅度制御回路60は、従来のように演算増幅器62に
よって形成づれている積分器61を含んでいる。この増
幅器の出力側から反転入力側に至る帰還回路にコンデン
サ63が設けられている。反転入力側は抵抗64を介し
て検出器回路50の保持素子57の出力側に接続されて
おり、一方非反転入力側は固定電位、例えばアース電位
に接続されている。この種の積分器の公知の動作に相応
して、演算増幅器62の出力電圧は、入力側に一定の負
の電圧が印加されるときリニヤに上昇し、かつ入力側に
一定の正の電圧が加わるときはリニヤに下降する。積分
器61に反転形の増幅器65が後置接続これている。こ
の増幅器の出力側は増幅器24および電圧/時間変換器
29に増幅度制御電圧を送出する。
Amplification control circuit 60 includes an integrator 61 formed by an operational amplifier 62 in a conventional manner. A capacitor 63 is provided in a feedback circuit extending from the output side of this amplifier to the inverting input side. The inverting input is connected via a resistor 64 to the output of the holding element 57 of the detector circuit 50, while the non-inverting input is connected to a fixed potential, for example ground potential. Corresponding to the known operation of this type of integrator, the output voltage of the operational amplifier 62 increases linearly when a constant negative voltage is applied to the input, and when a constant positive voltage is applied to the input. When joining, it descends linearly. An inverting amplifier 65 is connected downstream of the integrator 61. The output of this amplifier delivers an amplification control voltage to an amplifier 24 and a voltage/time converter 29.

これまでの説明から明らかであるように、増幅器24の
増幅度は、電圧ノξルスU8 が接続線15に加わって
いるおのおのの時間窓中およびその後、連続的に高めら
れ、一方電圧ノξルスU8が生じていない時間窓中およ
びその後連続的に低減される。これにより増幅器24の
増幅塵は評価装置16によって制御することができる。
As is clear from the foregoing description, the amplification of the amplifier 24 is increased continuously during and after each time window in which the voltage norm ξ U8 is applied to the connection line 15, while the voltage norm ξ It is continuously reduced during and after the time window in which U8 is not occurring. Thereby, the amplification dust of the amplifier 24 can be controlled by the evaluation device 16.

増幅器24の増幅度に代わって電圧・ξルスU8によっ
て前置電子装置の別の機能を制御することもできる。相
応の方法において、おのおのの送信周期において時間的
に相続く複数の時間窓全設計かつ前置電子装置において
おのおのの時間窓に対して1つの検出器回路を設け、そ
れらが 7所属の時間窓に電圧、oルスが生じたか否か
を検出するようにして、前置電子装置の複数の機能全評
価装置によって制御することもできる。いづれの場合に
おいても著しく高い電圧を接続線に印加することによっ
て1価装置から前置電子装置に伝送される制御信号が反
対方向に伝送される包絡線および情報信号と明確に区分
できることが保証されている。制御信号を、おのおのの
送信周期の第2区分時間にて伝送することによって、送
信周期の第1区分時間における包絡線信号の伝送が妨げ
られないことが保証される。
Instead of the amplification of the amplifier 24, it is also possible to control other functions of the front-end electronics by means of the voltage ξ pulse U8. In a corresponding manner, one detector circuit is provided for each time window in the entire design and in the front electronics for a plurality of temporally successive time windows in each transmission period, and these are connected to the seven associated time windows. It can also be controlled by a plurality of functional evaluation devices of the front electronics in such a way that it is detected whether a voltage or pulse has occurred. In each case, by applying significantly higher voltages to the connecting lines, it is ensured that the control signals transmitted from the monovalent device to the front-end electronics are clearly distinguishable from the envelope and information signals transmitted in the opposite direction. ing. By transmitting the control signal in the second time segment of each transmission cycle, it is ensured that the transmission of the envelope signal during the first time segment of the transmission cycle is not disturbed.

発明の効果 本発明によれば測定個所において発生されたすべての情
報を含んでいる包絡線信号全使用するので、任意の長さ
の通常の遮蔽されていないケーブルを介して伝送でき、
しかも付加情報を得るために分析することができるので
有利である。更に本発明の装置は評価装置9特別の整合
を必要としないという利点金有する。
Effects of the Invention According to the invention, the entire envelope signal containing all the information generated at the measuring point is used, so that it can be transmitted over any length of ordinary unscreened cable.
Moreover, it is advantageous because it can be analyzed to obtain additional information. Furthermore, the device according to the invention has the advantage that no special alignment of the evaluation device 9 is required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、超音波音響測深装置を用いて容器内の充てん
状態を測定するための、本発明により構成された装置の
原理全説明するブロック図であり、第2図は、第1図の
装置の前置電子装置のブロック回路図であり、第3図は
第2図の回路において生じる種々の信号の時間的経過を
示す波形図であり、第4図は送信周期において接続線を
介して伝送される信号の時間的に順次示す信号波形図で
あり、第5図は本発明の装置の変形実施例における前置
電子装置および評価装置のブロック回路図であり、第6
図は第5図の前置電子装置の一部の構成部分の構成を詳
しく示す回路図であり、第7図は第5図および第6図の
装置において送信周期において接続線を介して伝送され
る信号の時間経過ケ示す信号波形図である。 M・・・測定個所、A・・評価個所、12・・・超音−
波変換器、13・・・温度検出器、14・・・前置電子
装置、15・・・接続線、16・・・評価装置、17・
・・信号処理回路、18・・・走行特開測定装置、20
・・・制御ユニット、21・・・送信パルス発生器、2
2・・・阻止時間間隔回路、24.30・・・増幅器。 25・・・包絡線発生回路、26・・・論理スイッチ回
路、28・・・増幅度調整器、29・・・電圧/時間変
換器、43・・・電流ドライバ、50・・・検出器回路
。 60・・・増幅度制御回路、73・・・スイッチ、TP
・・・送信周期、”’P1 、”P2・・・区分時間h
 UH’ IH・・・包絡線信号、1ノ。、■o・・・
同期ノξルス、U8・・・制御信号、TF・・・時間窓
。 手続補正書(方式) 昭和60年 3月26日 特許庁長官殿 1・事件の表示 昭和59年特許願第231447号2
、発明の名称 超音波音響測深装置における信号伝送方法および装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 エンドレス・つ/ト・ハウザー・ゲゼルンヤフ
ト・ミツト・べ/ユレンクテル・ハフノング・ラント・
コンノぐニー 4、代理人 5・ 補正命令の日付 昭和60年 2月26日 (発送日) (1)(2)(3)共に別紙の通り 但し、(3)は図面の浄書(内容に変更なし)第1頁の
続き 0発 明 者 ヴオルフラム・ベルガ 23438045.0 哄和国ヴアイル・アムΦライン・バデルス・ゲルテン 
5 ドイツ連邦共和国シュタイネン・ゲアハルトーハウプト
マンーシュトラーセ 5−1
FIG. 1 is a block diagram illustrating the entire principle of a device configured according to the present invention for measuring the filling state in a container using an ultrasonic sounding device, and FIG. 3 is a waveform diagram showing the time course of the various signals occurring in the circuit of FIG. 2, and FIG. 4 is a block circuit diagram of the front-end electronics of the device; FIG. FIG. 5 is a signal waveform diagram sequentially showing transmitted signals in time, FIG.
7 is a circuit diagram showing in detail the configuration of some components of the front electronic device of FIG. 5, and FIG. FIG. 3 is a signal waveform diagram showing the passage of time of a signal. M...Measurement point, A...Evaluation point, 12...Ultrasound-
Wave converter, 13...Temperature detector, 14... Front electronic device, 15... Connection line, 16... Evaluation device, 17.
...Signal processing circuit, 18...Traveling patent application measuring device, 20
... Control unit, 21 ... Transmission pulse generator, 2
2... Blocking time interval circuit, 24.30... Amplifier. 25... Envelope generation circuit, 26... Logic switch circuit, 28... Amplification regulator, 29... Voltage/time converter, 43... Current driver, 50... Detector circuit . 60... Amplification control circuit, 73... Switch, TP
...Transmission cycle, "'P1,"P2...Division time h
UH' IH...Envelope signal, 1 no. ,■o...
Synchronization noise ξ, U8...control signal, TF...time window. Procedural amendment (formality) March 26, 1985 Commissioner of the Patent Office 1. Indication of case Patent Application No. 231447 of 1988 2
, Title of the invention: Signal transmission method and device in ultrasonic sounding device 3, Relationship with the case of the person making the amendment Name of patent applicant: Endres/Hauser Gesernjaft Mituto Be/Ulenkter Hafnong Land.
Konnoguni 4, Agent 5 Date of amendment order: February 26, 1985 (Date of dispatch) (1), (2), and (3) are all as attached.However, (3) is an engraving of the drawings (changed in content) None) Continued from page 1 0 Inventor Wolfram Berga 23438045.0 Vail Am Φ Rhein Badels Gerten
5 Steinen-Gerhard-Hauptmann-Strasse, Federal Republic of Germany 5-1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 測定個所に配設されている超音波音響測深装置と
測定個所から離れている評価個所との間の信号伝送方法
であって、 測定個所において連続する送信周期において超音波Aル
スを送信しかつ目標での反射後受信されるエコーノ々ル
スを電気信号に変換し、該電気信号を接続線を介して評
価個所に伝送しかつそこで超音波ノξルスの走行晴間か
ら目標距離をめるために前記電気信号を評価する方法に
おいて、 測定個所(M)においてエコー、oルスの包絡線を表わ
す電気包絡信号(UH: 111 )を発生し。 かつ包絡線信号(UH; IH)を接続線(15)を介
して評価個所(A)に伝送することを特徴とする超音波
音響測深装置における信号伝送方法。 2、包絡線信号(U、、:IHIの発生および伝送を、
少なくとも超音波)ξルスの生じる最大走行時間に等し
い持続時間を有するそれぞれの送信周期(Tp)の第1
区分時間(’TP 1 )において行ない、かつそれぞ
れの送信周期(TP)の第2区分時間(T1)2)にお
いて測定個所CM)において発生される、包絡線信号(
UH: IH)の評価のために必要であるノξラメータ
を特徴付けている低周波電気信号を同じ接続線(15)
を介して評価個所(八)に伝送する特許請求の範囲第(
項記載の超音波音響測深装置における信号伝送方法。 3、 送信周期(TpJのそれぞれの区分時間の開始時
にこの開始を特徴付ける電気信号(UA、Uc;IA、
IC)を同じ接続線を介して評価個所(A)に伝送する
特許請求の範囲第2項記載の超音波音響測深装置におけ
る信号伝送方法。 4、 おのおのの送信周期(TP)の第2区分時間(T
P2)において、超音波ノξルスの伝播媒体の温度を特
徴付ける電気信号(UT−: 1・p )を評価個所(
A)に伝送する特許請求の範囲第2項または第3項に記
載の超音波音響測深装置における信号伝送方法。 5 おのおのの送信周期(′r1司の第2区分時間(T
F2)ニおいて受信されたエコーパルスの振幅を特徴付
ける電気信号を評価個所(A)に伝送する特許請求の範
囲第2項から第4項までのいづれか1項に記載の超音波
音響測深装置における信号伝送方法。 6、受信されたエコーノξルスの振幅を特徴付ける電気
信号を、受信回路に含まれている、包絡線信号を一定の
レベルに調整する増幅度調整回路(24,25,28)
の増幅度調整電圧から導出する特許請求の範囲第5項記
載の超音波音響測深装置における信号伝送方法。 7、 おのおのの送信周期(Tp+の第2の区分時間(
TF2)柚間中伝送される電気信号の少なくとも1つを
振幅情報によって表わす特許請求の範囲第2項から第6
項までのいづれか1項に記載の超音波音響測深装置にお
ける信号伝送方法。 8、 振幅情報を直流電圧(UT)によって表わす特許
請求の範囲第7項記載の超音波音響測深装置における信
号伝送方法。 9、 振幅情報を直流電流(ITIによって表わす特許
請求の範囲第7項記載の超音波音響測深装置における信
号伝送方法。 10、おのおのの送信周期(TP +の第2区分時間t
’t’p2)中に伝送される信号の少なくとも1つを時
間情報(Tv)によって表わす特許請求の範囲第2項か
ら第9項までのいづれか1項に記載の超音波音響測深装
置における信号伝送方法。 11 時間情報(1’V)をある撮幅値から別の撮幅値
への切換の時点によって表わす特許請求の範囲第10項
記載の超音波音響測深装置における信号伝送方法。 12 おのおのの送信周期(T、)の第2区分時間(T
p2Jにおいて、同じ区分時間(TF2)において伝送
される低周波電気信号と区別可能な、少なくとも1つの
制御信号(tJs)を、同じ接続線(15)を介して評
価個所(Alから測定個所(M)へ伝送する特許請求の
範囲第2項から第10項までのいづれか1項に記載の超
音波音響測深装置における信号伝送方法。 +3 おのおのの制御信号(US)の発生のために、低
周波電気信号の伝送期間中伝送線(15)にどんな電圧
よりも高い電圧を、前置って決められた時間窓(TF)
の期間中接続i(+5)に印加する超音波音響測深装置
における信号伝送方法。 14 超音波音響測深装置が配設されている側、定個所
において連続する送信周期において超音波ノξルスを送
信しかつ目標での反射後受信されるエコーノξルスを電
気信号に変換し、該電気信号を接続線を介して測定個所
から離れている評価個所に伝送しかつそこで超音波ノξ
ルスの走行時間から目標距離をめるために前記電気信号
を評価する方法を実施するだめの装置であって、測定要
所に配設されている少なくとも1つの超音波変換器と、
該超音波変換器に接続されている出力側を有する。電気
高周波送信ノξルスを発生する送信パルス発生器および
入力側が前記超音波変換器に接続されている増幅器およ
び時間シーケンスを制御する制御ユニットを含んでいる
前置電子装置と、該電子装置とは接続線を介して接続さ
れている、評価個所に配設されている評価装置とを備え
ている形式のものにおいて、 前置電子装置(14)は、前記増幅器に後置接続されて
いる包絡線発生回路(25)並びに該包絡線発生回路(
25)の出力側を前記接続線(15)に接続するための
装置(26)を含んでおり、かつ評価装置(16)は包
絡線信号を処理する信号処理回路(17)を含んでいる
ことを特徴とする超音波音響測深装置における信号伝送
装置。 15、包絡線発生回路(25)の出力側を接続線(15
)に接続する装置(26)が、制御ユニツト(20)に
よって、おのおのの送信周期(’、[’ p )の第1
区分時間(TPl)において接続線を包絡線発生回路(
25)の出力側に接続し、またおのおのの送信周期(T
P)の第2区分時間(’l’p21において少なくとも
1つの別の信号源に接続するように制御される特許請求
の範囲第14項記載の超音波音響測深装置における信号
伝)送装置。 16 別の信号源の1つが、超音波の伝播媒体の温度を
測定する温度検出器(13)である特許請求の範囲第1
5項記載の超音波音響測深゛装置における信号伝送装置
。 17 前置電子装置(14)に含まれている増幅器(2
4)の増幅度は、増幅度制御電圧によって変化可能であ
り、かつ別の信号源の1つが、増幅度制御電圧に依存す
る信号を論理スイッチ回路(26)に供給する特許請求
の範囲第15項または第16項に記載の超音波音響測深
装置における信号伝送装置。 18、増幅度制御電圧に依存する時間信号を論理スイッ
チ回路(26)の制御入力側に送出する電圧/時間変換
器(29)が設けられている特許請求の範囲第17項記
載の超音波音響測深装置における信号伝送装置。 19、前置電子装置(14)は、増幅器(24)に。 包絡線信号(Un ; ’H)のレベルを前以って決め
られた値に調整する増幅度制御電圧を送出する増幅度調
整器(28)t−含んでいる特許請求の範囲第17項ま
kは第18項記載の超音波音響測深装置における信号伝
送装置。 加 制御ユニット(20)は、高周波送信・ぐルスの発
生と同期して、おのおのの送信周期(TP)の第1区分
時間CT、1)の始めにおいて第1同期パルス(lJA
;IA)の、接続線(15)を介した伝送を論理スイッ
チ回路(26)t−通してトリガしかつおのおのの送信
周期(TP)の第2区分時間(”’I” 2 )の始め
において、第2PI期”ルス(Uo:、1o)の、接続
線(15)k介した伝送を論理スイッチ回路(26)1
を通してトリガする特許請求の範囲第15項から第19
項までのいづれか1項に記載の超音波音響測深装置にお
ける信号伝送装置。 21、評価装置(16)において、おのおのの送信周期
(TP)の第2区分時間(TF2)における前以って決
められた時間窓(Tp)の期間中に少なくとも1つの制
御信号(Us)を接続線(15)に印加するための装置
(73)が設けられており、かつ前置電子装置(14)
においておのおのの送信周期(Tp)における前以って
決められた時間窓(TF )期間中の制御信号(US)
の発生に応動する検出器回路(50)が設けられている
特許請求の範囲第15項から第20項までのいづれか1
項に記載の超音波1響測深装置における信号伝送装置。 22、少なくとも1つの制御信号(IJHIを印加する
ための装置は、低周波電気信号の伝送期間中接続線(1
5)に生じるいづれの電圧より高い電圧を接続線(15
)に印加可能とするスイッチ(73)を含んでいる特許
請求の範囲第21項記載の超音波音響測深装置における
信号伝送装置。 23 接続@(+5)は電流ループとして、前置電子装
置(14)に配設されている電流ドライノ々(40)の
出力側に接続されている特許請求の範囲第22項記載の
超音波音響測深装置における信号伝送装置。 24、前置電子装置(14)において、検出器回路(5
0)の出力信号に依存する増幅度制御電圧を増幅器(2
4)に供給する増幅度制御回路(60)が設けられてい
る特許請求の範囲第21項から第23項までのいづれか
1項に記載の超音波音響測深°装置における信号伝送装
置。
[Claims] 1. A signal transmission method between an ultrasonic sounding device disposed at a measurement location and an evaluation location distant from the measurement location, the method comprising: It transmits an acoustic wave A pulse and converts the echo wave received after reflection at the target into an electrical signal, transmits the electrical signal via a connecting line to the evaluation point and there converts it from the path of the ultrasonic pulse ξ. In the method for evaluating said electrical signals in order to determine the target distance, an electrical envelope signal (UH: 111) is generated at the measuring point (M) representing the envelope of the echo and the oscillation. A signal transmission method in an ultrasonic sounding device, characterized in that the envelope signal (UH; IH) is transmitted to the evaluation point (A) via the connection line (15). 2. The generation and transmission of the envelope signal (U,: IHI,
The first of each transmission period (Tp) with a duration equal to the maximum transit time during which the ξ ruses (at least ultrasound) occur
The envelope signal ('TP 1 ) and generated at the measuring point CM) at the second segment time (T1)2) of the respective transmission period (TP).
The low frequency electrical signal characterizing the parameter ξ which is necessary for the evaluation of UH: IH) is connected to the same connection line (15).
Claim No. (8) to be transmitted to the evaluation point (8) via
A signal transmission method in the ultrasonic sounding device described in 2. 3. At the beginning of each segment time of the transmission period (TpJ) an electrical signal (UA, Uc; IA,
3. A signal transmission method in an ultrasonic acoustic sounding device according to claim 2, wherein the signal transmission method (IC) is transmitted to the evaluation point (A) via the same connection line. 4. The second segment time (T) of each transmission period (TP)
In P2), the electric signal (UT-: 1・p) characterizing the temperature of the propagation medium of the ultrasonic pulse ξ is evaluated at the evaluation point (
A) A method for transmitting a signal in an ultrasonic sounding device according to claim 2 or 3. 5 Each transmission period ('r1's second division time (T
F2) In the ultrasonic sounding device according to any one of claims 2 to 4, which transmits an electric signal characterizing the amplitude of the echo pulse received at (A) to the evaluation point (A). Signal transmission method. 6. An amplification adjustment circuit (24, 25, 28) that adjusts the envelope signal of the electric signal characterizing the amplitude of the received echo nolus to a constant level, which is included in the reception circuit.
A signal transmission method in an ultrasonic acoustic sounding device according to claim 5, wherein the signal is derived from the amplification adjustment voltage. 7. Each transmission period (Tp+ second segment time (
TF2) Claims 2 to 6 in which at least one of the electrical signals transmitted throughout the room is represented by amplitude information
A signal transmission method in an ultrasonic acoustic sounding device according to any one of the preceding paragraphs. 8. A signal transmission method in an ultrasonic sounding device according to claim 7, wherein the amplitude information is represented by a direct current voltage (UT). 9. A signal transmission method in an ultrasonic sounding device according to claim 7, in which the amplitude information is expressed by a direct current (ITI). 10. Each transmission period (second segment time t of TP +
Signal transmission in the ultrasonic sounding device according to any one of claims 2 to 9, wherein at least one of the signals transmitted during 't'p2) is represented by time information (Tv). Method. 11. A signal transmission method in an ultrasonic sounding device according to claim 10, wherein the time information (1'V) is expressed by the time point of switching from a certain field of view value to another field of view value. 12 Second division time (T, ) of each transmission period (T, )
In p2J, at least one control signal (tJs) distinguishable from the low-frequency electrical signal transmitted in the same segment time (TF2) is transferred from the evaluation point (Al to the measurement point (M) via the same connection line (15). ) A signal transmission method in an ultrasonic sounding device according to any one of claims 2 to 10. A voltage higher than any voltage is applied to the transmission line (15) during the signal transmission period during a predetermined time window (TF).
A method of transmitting a signal in an ultrasonic sounding device in which a signal is applied to connection i (+5) during a period of . 14 On the side where the ultrasonic sounding device is installed, the ultrasonic noise ξ is transmitted in consecutive transmission cycles at a fixed location, and the echo noise ξ received after reflection at the target is converted into an electrical signal, and the The electrical signal is transmitted via a connecting line to an evaluation point remote from the measuring point and there the ultrasonic wave ξ
an apparatus for carrying out the method for evaluating the electrical signals in order to determine the target distance from the travel time of the vehicle, the apparatus comprising: at least one ultrasonic transducer arranged at a measuring point;
It has an output side connected to the ultrasound transducer. a pre-electronic device comprising a transmitting pulse generator for generating an electrical high-frequency transmitting noise ξ and an amplifier whose input side is connected to the ultrasound transducer and a control unit for controlling the time sequence; and an evaluation device arranged at the evaluation point, which is connected via a connection line, the front electronic device (14) being connected to the envelope circuit downstream of the amplifier. The generation circuit (25) and the envelope generation circuit (
25) to the connection line (15), and the evaluation device (16) includes a signal processing circuit (17) for processing the envelope signal. A signal transmission device in an ultrasonic sounding device characterized by: 15. Connect the output side of the envelope generation circuit (25) to the connection line (15
) is controlled by the control unit (20) to transmit the first
At the segment time (TPl), the connection line is connected to the envelope generation circuit (
25), and each transmission period (T
15. A signal transmission device in an ultrasonic sounding device according to claim 14, which is controlled to connect to at least one other signal source in the second segment time ('l'p21) of P). 16. Claim 1, wherein one of the further signal sources is a temperature detector (13) for measuring the temperature of the ultrasound propagation medium.
A signal transmission device in the ultrasonic acoustic sounding device according to item 5. 17 Amplifier (2) included in front electronics (14)
4) is variable by the amplification control voltage, and one of the further signal sources supplies the logic switch circuit (26) with a signal dependent on the amplification control voltage. 17. A signal transmission device in an ultrasonic acoustic sounding device according to item 1 or 16. 18. Ultrasonic acoustics according to claim 17, characterized in that a voltage/time converter (29) is provided for delivering a time signal dependent on the amplification control voltage to the control input of the logic switch circuit (26). Signal transmission device in sounding equipment. 19. Front electronic device (14) to amplifier (24). Claims 17 and 17 include an amplification regulator (28) for delivering an amplification control voltage that adjusts the level of the envelope signal (Un; 'H) to a predetermined value. k is a signal transmission device in the ultrasonic sounding device according to item 18. The control unit (20) generates a first synchronization pulse (lJA) at the beginning of the first segment time CT,1) of each transmission period (TP) in synchronization with the generation of the high frequency transmission signal.
;IA) via the connecting line (15) through the logic switch circuit (26) t- and at the beginning of the second segment time ("'I"2) of each transmission period (TP). , 2nd PI period"rus (Uo:, 1o) is transmitted via the connection line (15) k to the logic switch circuit (26) 1
Claims 15 to 19 triggering through
A signal transmission device in an ultrasonic sounding device according to any one of the preceding paragraphs. 21. In the evaluation device (16) at least one control signal (Us) is transmitted during a predetermined time window (Tp) in the second segment time (TF2) of each transmission period (TP). A device (73) for energizing the connecting line (15) is provided and a front electronic device (14)
control signal (US) during a predetermined time window (TF) in each transmission period (Tp) in
Any one of claims 15 to 20 is provided with a detector circuit (50) responsive to the occurrence of
A signal transmission device in the ultrasonic one-sound sounding device according to paragraph 1. 22. The device for applying at least one control signal (IJHI) is connected to the connecting line (1
5) Connect the connecting wire (15
22. The signal transmission device in an ultrasonic sounding device according to claim 21, further comprising a switch (73) for enabling an electric current to be applied to the ultrasonic sounding device. 23. The ultrasonic acoustic device according to claim 22, wherein the connection @(+5) is connected as a current loop to the output side of the current drying nozzles (40) arranged in the front electronic device (14). Signal transmission device in sounding equipment. 24. In the front electronics (14), the detector circuit (5
The amplification control voltage that depends on the output signal of the amplifier (2)
4) A signal transmission device in an ultrasonic acoustic sounding device according to any one of claims 21 to 23, wherein an amplification control circuit (60) is provided.
JP23144784A 1983-11-04 1984-11-05 Method and device for transmitting signal in ultrasonic depth finder Granted JPS60174971A (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5364058A (en) * 1976-11-19 1978-06-08 Furuno Electric Co Hydrophone for sonar
JPS5559362A (en) * 1978-10-23 1980-05-02 Leeds & Northrup Co Doppler flow meter
JPS58120334A (en) * 1982-01-12 1983-07-18 Oki Electric Ind Co Ltd Narrow-band acoustic signal reception system

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