JPS6027387B2 - 超音波式積雪計 - Google Patents
超音波式積雪計Info
- Publication number
- JPS6027387B2 JPS6027387B2 JP54064430A JP6443079A JPS6027387B2 JP S6027387 B2 JPS6027387 B2 JP S6027387B2 JP 54064430 A JP54064430 A JP 54064430A JP 6443079 A JP6443079 A JP 6443079A JP S6027387 B2 JPS6027387 B2 JP S6027387B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slice level
- level
- reference signal
- slice
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波式積雪計に関する。
この種のものは超音波を上方から雪面に向けて発射し、
雪面からの発射波を受信し、発射から受波までの反射時
間を計測することにより距離を求めるものである。
雪面からの発射波を受信し、発射から受波までの反射時
間を計測することにより距離を求めるものである。
前記反射時間は、普通発射時刻から受波のレベルがはじ
めて所定のスライスしべルを越えるまでの時刻を計測す
るものであるが、反射波は一般に立上りが遅いため、雪
質の変化などにより受波のレベルが変ると、前記スライ
スレベルが一定の場合には、反射時間の計測に誤差を含
むことになる。そこで本発明は上記問題点を回避すべ〈
成されたものであって、スライスレベルを受波レベルの
変化に追従させることができる優れた超音波式積雪計を
提供することを目的とする。
めて所定のスライスしべルを越えるまでの時刻を計測す
るものであるが、反射波は一般に立上りが遅いため、雪
質の変化などにより受波のレベルが変ると、前記スライ
スレベルが一定の場合には、反射時間の計測に誤差を含
むことになる。そこで本発明は上記問題点を回避すべ〈
成されたものであって、スライスレベルを受波レベルの
変化に追従させることができる優れた超音波式積雪計を
提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の超音波式積雪計は、
第３図に示すように、上方より雪面に超音波を発生させ
る送波系２０と、雪面より反射してくる反射波を受信す
る受信系２１と、基準信号を発生する基準信号発生手段
２２と、前記基準信号のレベルを前記反射波の入力レベ
ルを判定する第１のスライスレベルにする第１のスライ
スレベル指示手段２３と、この第１のスライスレベル指
示手段のスライスレベルの範囲内にあって第１のスライ
スレベルより高い第２のスライスレベルに前記基準信号
のレベルを一致させる第２のスライスレベル指示手段２
４と、前記基準信号が第２のスライスレベルとなってい
る一定時間内に前記反射波が基準信号のレベルを所定回
数越えないときに前記第１及び第２のスライスレベルを
一定比のままで平行移動させるスライスレベル補正手段
２５と、超音波の発射から前記反射波が第１のスラィス
レベルを越えた時までの時間を計測して積雪深さを演算
する演算手段２６とを備えたものである。
第３図に示すように、上方より雪面に超音波を発生させ
る送波系２０と、雪面より反射してくる反射波を受信す
る受信系２１と、基準信号を発生する基準信号発生手段
２２と、前記基準信号のレベルを前記反射波の入力レベ
ルを判定する第１のスライスレベルにする第１のスライ
スレベル指示手段２３と、この第１のスライスレベル指
示手段のスライスレベルの範囲内にあって第１のスライ
スレベルより高い第２のスライスレベルに前記基準信号
のレベルを一致させる第２のスライスレベル指示手段２
４と、前記基準信号が第２のスライスレベルとなってい
る一定時間内に前記反射波が基準信号のレベルを所定回
数越えないときに前記第１及び第２のスライスレベルを
一定比のままで平行移動させるスライスレベル補正手段
２５と、超音波の発射から前記反射波が第１のスラィス
レベルを越えた時までの時間を計測して積雪深さを演算
する演算手段２６とを備えたものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は超音波式積雪計の構成図を示し、１は後述の演
算処理ならびに各装置の制御を行うよう構成された制御
部で、例えばマイクロコンピュータから成る。
算処理ならびに各装置の制御を行うよう構成された制御
部で、例えばマイクロコンピュータから成る。
２は超音波トーンバースト波を制御部１の指示に従って
発射する送波系で、発振器２ａ、トーンバースト発生回
路２ｂ、増幅器２ｃ、送信ヘッド２ｄから構成され、発
振器２ａは超音波周波数〔通常２０ＫＨｚ〜４０ＫＨＺ
程度〕の正弦波を連続的に出力し、トーンバースト発生
回路２ｂは発振器２ａで発振した正弦波を断続〔例えば
風ｓ出力し、５仇ｈｓ停波の繰返し〕して、所謂トーン
バースト波を出力するよう制御部１のインターバル制御
手段１１によってインターバルの制御が行われる。
発射する送波系で、発振器２ａ、トーンバースト発生回
路２ｂ、増幅器２ｃ、送信ヘッド２ｄから構成され、発
振器２ａは超音波周波数〔通常２０ＫＨｚ〜４０ＫＨＺ
程度〕の正弦波を連続的に出力し、トーンバースト発生
回路２ｂは発振器２ａで発振した正弦波を断続〔例えば
風ｓ出力し、５仇ｈｓ停波の繰返し〕して、所謂トーン
バースト波を出力するよう制御部１のインターバル制御
手段１１によってインターバルの制御が行われる。
また増幅器２ｃを介したトーンバースト発生回路２ｂ出
力のトーンバースト波を空中に放射する送信ヘッド２ｄ
は、上方から雪面に向けて超音波トーンバースト波を発
射可能に所定高さに配設されている。３は送信ヘッド２
ｄから発射されたトーンバースト波の反射波受信レベル
が、所定レベルに達したことを制御部１に指示する受信
系で、受信へッドド３ａ、増幅器３ｂ、比較器３ｃ、か
ら構成され、受信ヘッド３ａは反射トーンバースト波を
気信号に変換すべく所定高さに配設され、比較器３ｃは
増幅器３ｂを介した受信ヘッド３ａ出力レベルとスライ
スレベルとしての基準信号３ｅレベルとを比較し、受信
ヘッド３ａ側出力レベルが基準信号３ｅレベルを越える
度にパルスＰを出力する。
力のトーンバースト波を空中に放射する送信ヘッド２ｄ
は、上方から雪面に向けて超音波トーンバースト波を発
射可能に所定高さに配設されている。３は送信ヘッド２
ｄから発射されたトーンバースト波の反射波受信レベル
が、所定レベルに達したことを制御部１に指示する受信
系で、受信へッドド３ａ、増幅器３ｂ、比較器３ｃ、か
ら構成され、受信ヘッド３ａは反射トーンバースト波を
気信号に変換すべく所定高さに配設され、比較器３ｃは
増幅器３ｂを介した受信ヘッド３ａ出力レベルとスライ
スレベルとしての基準信号３ｅレベルとを比較し、受信
ヘッド３ａ側出力レベルが基準信号３ｅレベルを越える
度にパルスＰを出力する。
なお基準信号３ｅはデジタル・アナログ変換器４を介し
て制御部１の基準信号発生手段１２が与える。５は比較
器３ｃ出力パルスＰを計数するカウンタで、計数値を制
御部１のセット手段１３及びスライスレベル補正手段１
８へ出力すると共に、計数内容は必要に応じて制御部＄
のリセット手段１４によってリセットされる。
て制御部１の基準信号発生手段１２が与える。５は比較
器３ｃ出力パルスＰを計数するカウンタで、計数値を制
御部１のセット手段１３及びスライスレベル補正手段１
８へ出力すると共に、計数内容は必要に応じて制御部＄
のリセット手段１４によってリセットされる。
なお制御部１は上記の外に、トーンバースト波の送波後
に基準信号３ｅレベルを第１のレベルに設定すると共に
発射から受波〔比較器３Ｃに最初のパルスＰが発生する
〕までの時間を計測して積雪深さを演算する演算手段１
５と、受波してから、一定時間の経過あるいは所定波数
が比較器３ｃ出力に発生した場合にカウンタ５をリセッ
トし、基準信号３ｅレベルを第１のレベルよりも高い第
２のレベルにセットするセット手段１３と、カウンタ５
をリセットしてから一定時間Ｔ後に波数を議取り、第１
及び第２のスライスレベル指示手段１６，１７のスライ
スレベルを補正するスライスレベル補正手段１８とを有
する。次に第２図ａ〜ｃの信号波形について説明する。
に基準信号３ｅレベルを第１のレベルに設定すると共に
発射から受波〔比較器３Ｃに最初のパルスＰが発生する
〕までの時間を計測して積雪深さを演算する演算手段１
５と、受波してから、一定時間の経過あるいは所定波数
が比較器３ｃ出力に発生した場合にカウンタ５をリセッ
トし、基準信号３ｅレベルを第１のレベルよりも高い第
２のレベルにセットするセット手段１３と、カウンタ５
をリセットしてから一定時間Ｔ後に波数を議取り、第１
及び第２のスライスレベル指示手段１６，１７のスライ
スレベルを補正するスライスレベル補正手段１８とを有
する。次に第２図ａ〜ｃの信号波形について説明する。
第２図ａにおいてＡは増幅器３ｂから比較器３ｃへの受
信ヘッド３ａ側入力で、この受波のトーンバースト波は
正弦波であるが、立上が切ま数波〜数十波分の時間を要
し、また立上がつた後も僅かに揺らぐ〔１波１波のレベ
ルが僅かつつ異なる〕。Ｂは基準信号３ｅで、前述のよ
うにトーンバースト波発射後、先ず第１のスライスレベ
ル指示手段１６で指示される第１のスライスレベルｂ，
に設定され、受波があってから一定波数後第２のスライ
スレベル指示手段１７で指示される第２のスライスレベ
ルＱに変更される。第２図ｂは比較器３ｃ出力、第２図
ｃはカウンタ５の計数値で、基準信号３ｅの第１のスラ
イスレベルｑから第２のスライスレベルらへの変更と同
時に、制御部１のリセット手段１４によって計数値“０
”に一日クリアされる。ここで基準信号３ｅが第２のス
ライスレベルｂ２に変ってから一定時間後にカウンタ５
の計数値を読んだ場合、その期間中第２のスライスレベ
ルｂ２が増幅器３ｂ出力レベルより高いときは、計数値
“０”であり、低い場合計数値は最大値を示し、ほぼ同
じ場合は計数値が０と最大値の中間値を示す。
信ヘッド３ａ側入力で、この受波のトーンバースト波は
正弦波であるが、立上が切ま数波〜数十波分の時間を要
し、また立上がつた後も僅かに揺らぐ〔１波１波のレベ
ルが僅かつつ異なる〕。Ｂは基準信号３ｅで、前述のよ
うにトーンバースト波発射後、先ず第１のスライスレベ
ル指示手段１６で指示される第１のスライスレベルｂ，
に設定され、受波があってから一定波数後第２のスライ
スレベル指示手段１７で指示される第２のスライスレベ
ルＱに変更される。第２図ｂは比較器３ｃ出力、第２図
ｃはカウンタ５の計数値で、基準信号３ｅの第１のスラ
イスレベルｑから第２のスライスレベルらへの変更と同
時に、制御部１のリセット手段１４によって計数値“０
”に一日クリアされる。ここで基準信号３ｅが第２のス
ライスレベルｂ２に変ってから一定時間後にカウンタ５
の計数値を読んだ場合、その期間中第２のスライスレベ
ルｂ２が増幅器３ｂ出力レベルより高いときは、計数値
“０”であり、低い場合計数値は最大値を示し、ほぼ同
じ場合は計数値が０と最大値の中間値を示す。
制御部１は、第２のスライスレベルらに変わってから一
定時間Ｔ後のカウンタ５の計数値〔第２図ＣのＮ〕が前
記中間値よりも大きい場合は、次回の基準信号３ｅレベ
ルを僅か上げ、また中間値よりも小さい場合は僅か下げ
るよう制御し、前記第２のスライスレベルＱを反射受波
レベルに追従させることができる。次に動作を説明する
。
定時間Ｔ後のカウンタ５の計数値〔第２図ＣのＮ〕が前
記中間値よりも大きい場合は、次回の基準信号３ｅレベ
ルを僅か上げ、また中間値よりも小さい場合は僅か下げ
るよう制御し、前記第２のスライスレベルＱを反射受波
レベルに追従させることができる。次に動作を説明する
。
入力端子ｌｂに送信指示の信号が入力されると、インタ
ーバル制御手段１１は、所定の周波数のトーンバースト
の断続期間を指定するとともに、演算手段１５を介して
第１のスライスレベル指示手段１６を駆動し、基準信号
発生手段１２からＤ／Ａ変換器４を通って比較器３ｃに
入力される基準信号のレベルを第１のスライスレベルｑ
にする。送波系２のトーンバースト発生回路２ｂは、発
振器２ａの発振信号を断続させて増幅器２ｃへ送出し、
送信ヘッド２ｄから測定物へ超音波を送出する。この超
音波は地面または雪面で反射し、受信系３の受信ヘッド
３ａで受信され、増幅器３ｂで増幅されて比較器３ｃに
達する。この比較器３ｃの入力信号は、第２図ａの受信
ヘッド側入力Ａとなる。一方、制御部１の基準信号発生
手段１２で発生された基準信号は、ＤノＡ変換器４でア
ナログ信号に変換されて、第２図ａの基準信号Ｂとなり
、比較器３ｃで受信ヘッド側入力Ａと基準信号８とが比
較される。比較器３ｃは、受信ヘッド側入力Ａと基準信
号Ｂとを比較して、受信ヘッド側入力Ａの方が高い電圧
のときにパルスＰを送出する。演算手段１５で、パルス
Ｐのインターバル制御手段１１出力からの時間遅れを測
定して積雪の高さを演算する。次に、このスライスレベ
ルを受波レベルの変化に追従させるときの動作を説明す
る。
ーバル制御手段１１は、所定の周波数のトーンバースト
の断続期間を指定するとともに、演算手段１５を介して
第１のスライスレベル指示手段１６を駆動し、基準信号
発生手段１２からＤ／Ａ変換器４を通って比較器３ｃに
入力される基準信号のレベルを第１のスライスレベルｑ
にする。送波系２のトーンバースト発生回路２ｂは、発
振器２ａの発振信号を断続させて増幅器２ｃへ送出し、
送信ヘッド２ｄから測定物へ超音波を送出する。この超
音波は地面または雪面で反射し、受信系３の受信ヘッド
３ａで受信され、増幅器３ｂで増幅されて比較器３ｃに
達する。この比較器３ｃの入力信号は、第２図ａの受信
ヘッド側入力Ａとなる。一方、制御部１の基準信号発生
手段１２で発生された基準信号は、ＤノＡ変換器４でア
ナログ信号に変換されて、第２図ａの基準信号Ｂとなり
、比較器３ｃで受信ヘッド側入力Ａと基準信号８とが比
較される。比較器３ｃは、受信ヘッド側入力Ａと基準信
号Ｂとを比較して、受信ヘッド側入力Ａの方が高い電圧
のときにパルスＰを送出する。演算手段１５で、パルス
Ｐのインターバル制御手段１１出力からの時間遅れを測
定して積雪の高さを演算する。次に、このスライスレベ
ルを受波レベルの変化に追従させるときの動作を説明す
る。
受信系３でトーンバーストを受信すると、比較器３ｃは
、第１のスライスレベルｑを越えたときにパルスＰを送
出する。このパルスＰはカウン夕５にも入力され、セッ
ト手段１３を駆動させる。セット手段１３は、第１のス
ライスレベル０での所定パルス数を計数すると、第２の
スライスレベル指示手段１７へ基準信号を発生させ、リ
セット手段１４に対してカウンタ６のカウントをリセッ
トさせる。そしてカウンタ５は、第２のスライスレベル
でのカウントを開始して、スライスレベル補正手段１８
を駆動させる。このスライスレベル補正手段１８は、第
２のスライスレベルの時間Ｔ〔第２図ｂ〕の間のパルス
Ｐが所定個数〔第２図ａ，ｂの場合は５個〕あるかどう
かを判定して、少ない〔第２図ｂでは３個〕ときは、第
２のスライスレベルｂ２を所定範囲下げるようにする。
次回のトーンバーストのときに、パルスＰが５個あれば
、スライスレベル補正手段１８は、以降、そのままの状
態となる。よって第１のスライスレベルｑを第２のスラ
イスレベルらの一定比になるよう制御部１を構成するこ
とにより、スライスレベルを受波レベルの一定比に保つ
ことができ、正確な積雪深さを制御部１出力端子ｌａに
得ることができる。
、第１のスライスレベルｑを越えたときにパルスＰを送
出する。このパルスＰはカウン夕５にも入力され、セッ
ト手段１３を駆動させる。セット手段１３は、第１のス
ライスレベル０での所定パルス数を計数すると、第２の
スライスレベル指示手段１７へ基準信号を発生させ、リ
セット手段１４に対してカウンタ６のカウントをリセッ
トさせる。そしてカウンタ５は、第２のスライスレベル
でのカウントを開始して、スライスレベル補正手段１８
を駆動させる。このスライスレベル補正手段１８は、第
２のスライスレベルの時間Ｔ〔第２図ｂ〕の間のパルス
Ｐが所定個数〔第２図ａ，ｂの場合は５個〕あるかどう
かを判定して、少ない〔第２図ｂでは３個〕ときは、第
２のスライスレベルｂ２を所定範囲下げるようにする。
次回のトーンバーストのときに、パルスＰが５個あれば
、スライスレベル補正手段１８は、以降、そのままの状
態となる。よって第１のスライスレベルｑを第２のスラ
イスレベルらの一定比になるよう制御部１を構成するこ
とにより、スライスレベルを受波レベルの一定比に保つ
ことができ、正確な積雪深さを制御部１出力端子ｌａに
得ることができる。
なお上記実施例では、トーンバースト波の発射後、最初
に比較器３ｃ出力にパルスＰが発生してから所定波数あ
るいは一定時間後に比較器３ｃの基準信号３ｅを第１の
スライスレベルｑから第２のスライスレベルらに変更す
るよう制御部１を構成したが、比較器３ｃ出力に最初の
パルスＰが発生すると基準信号３ｅを第１のスライスレ
ベルｂ，から第２のスライスレベルＱに変更するよう構
成してもよい。
に比較器３ｃ出力にパルスＰが発生してから所定波数あ
るいは一定時間後に比較器３ｃの基準信号３ｅを第１の
スライスレベルｑから第２のスライスレベルらに変更す
るよう制御部１を構成したが、比較器３ｃ出力に最初の
パルスＰが発生すると基準信号３ｅを第１のスライスレ
ベルｂ，から第２のスライスレベルＱに変更するよう構
成してもよい。
またカウンタ５の機能は制御部１に持たせることも可能
である。以上説明したように本発明によれば、第１のス
ライスレベルと第２のスライスレベルとを一定比のまま
にして、第２のスライスレベルの時間内に所定パルス数
がなければ、スライスレベル補正手段により、第１及び
第２のスライスレベルを平行移動させる構成としたので
、スライスレベルを受波レベルの変化に追従させて、雪
質の変化などに対しても正確に積雪量を測定できる。
である。以上説明したように本発明によれば、第１のス
ライスレベルと第２のスライスレベルとを一定比のまま
にして、第２のスライスレベルの時間内に所定パルス数
がなければ、スライスレベル補正手段により、第１及び
第２のスライスレベルを平行移動させる構成としたので
、スライスレベルを受波レベルの変化に追従させて、雪
質の変化などに対しても正確に積雪量を測定できる。
第１図は本発明の一実施例における超音波式積雪計の回
路ブロック図、第２図ａ〜ｃは同動作説明図、第３図は
本発明の超音波式積雪計の構成図である。 ２０…・・・送波系、２１・・・・・・受信系、２２・
・・・・・基準信号発生手段、２３・…・・第１のスラ
イスレベル指示手段、２４・・・・・・第２のスライス
レベル指示手段、２５・・…・スライスレベル補正手段
、２６・・・・・・演算手段。 図 縦 第２図 第３図
路ブロック図、第２図ａ〜ｃは同動作説明図、第３図は
本発明の超音波式積雪計の構成図である。 ２０…・・・送波系、２１・・・・・・受信系、２２・
・・・・・基準信号発生手段、２３・…・・第１のスラ
イスレベル指示手段、２４・・・・・・第２のスライス
レベル指示手段、２５・・…・スライスレベル補正手段
、２６・・・・・・演算手段。 図 縦 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 上方より雪面に超音波を発生させる送波系と、雪面
より反射してくる反射波を受信する受信系と、基準信号
を発生する基準信号発生手段と、前記基準信号のレベル
を前記反射波の入力レベルを判定する第１のスライスレ
ベルにする第１のスライスレベル指示手段と、この第１
のスライスレベル指示手段のスライスレベルの範囲内に
あつて第１のスライスレベルより高い第２のスライスレ
ベルに前記基準信号のレベルを一致させる第２のスライ
スレベル指示手段と、前記基準信号が第２のスライスレ
ベルとなつている一定時間内に前記反射波が基準信号の
レベルを所定回数越えないときに前記第１及び第２のス
ライスレベルを一定比のままで平行移動させるスライス
レベル補正手段と、超音波の発射から前記反射波が第１
のスライスレベルを越えた時までの時間を計測して雪面
深さを演算する演算手段とを備えた超音波式積雪計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54064430A JPS6027387B2 (ja) | 1979-05-24 | 1979-05-24 | 超音波式積雪計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54064430A JPS6027387B2 (ja) | 1979-05-24 | 1979-05-24 | 超音波式積雪計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55155277A JPS55155277A (en) | 1980-12-03 |
| JPS6027387B2 true JPS6027387B2 (ja) | 1985-06-28 |
Family
ID=13258044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54064430A Expired JPS6027387B2 (ja) | 1979-05-24 | 1979-05-24 | 超音波式積雪計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10186060A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Nagoya Denki Kogyo Kk | 超音波式積雪計 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068740B2 (ja) * | 1985-02-25 | 1994-02-02 | 株式会社アバンシステム | 水中形超音波堆砂計の計測値検知方法 |
| JPS61207926A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Fueroo:Kk | 超音波レベル計の安定計測方法 |
| JPS61207927A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Fueroo:Kk | 超音波レベル計の安定計測方法 |
| JPS63154979A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 融雪用超音波積雪検知装置 |
-
1979
- 1979-05-24 JP JP54064430A patent/JPS6027387B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10186060A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Nagoya Denki Kogyo Kk | 超音波式積雪計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55155277A (en) | 1980-12-03 |
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