JPS603623B2 - Ultrasonic object detection device - Google Patents

Ultrasonic object detection device

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Publication number
JPS603623B2
JPS603623B2 JP16305179A JP16305179A JPS603623B2 JP S603623 B2 JPS603623 B2 JP S603623B2 JP 16305179 A JP16305179 A JP 16305179A JP 16305179 A JP16305179 A JP 16305179A JP S603623 B2 JPS603623 B2 JP S603623B2
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JP
Japan
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signal
detection
time
detection area
ultrasonic
Prior art date
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Expired
Application number
JP16305179A
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Japanese (ja)
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JPS5686376A (en
Inventor
進 片山
博允 井上
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP16305179A priority Critical patent/JPS603623B2/en
Publication of JPS5686376A publication Critical patent/JPS5686376A/en
Publication of JPS603623B2 publication Critical patent/JPS603623B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08Systems for measuring distance only
    • G01S15/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G01S15/12Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein the pulse-recurrence frequency is varied to provide a desired time relationship between the transmission of a pulse and the receipt of the echo of a preceding pulse

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は超音波送受波器を一体として、送波器より送波
された超音波の検知領域からの反射波を受波器にて検出
して存在物体を検知する超音波物体検知装置に関するも
のである。 従来この種の超音波物体検知装置は施工時に有効検知領
域を設定する場合、上下限検知距離を測定して各検知距
離に見合った検知ゲート開閉時間を可変抵抗の調整によ
り設定するようになっていたが、この調整にはかなりの
経験が必要である上調整作業が煩らわしく時間がかかる
という欠点をもっていた。 さらに環境変化によって誤報がなされない様にするため
検知領域を設定した後検知領域を若干大きくして検知領
域に隣接して反射物がない位置に施工されているかをチ
ェックする検知領域の設定確認作業を行なう必要がある
が、この設定確認作業も検知領域の設定作業と同様の煩
らわしさを有するものであった。本発明は上記の点に鑑
みて為されたものであり、検知領域の設定を自動的に行
なう機能と検知領域の設定確認機能とを有し、施工がき
わめて容易な超音波物体検知装置を提供することを目的
とするものである。以下本発明の構成について説明する
。第10図は本発明の構成を示すブロック図であり、一
体化された超音波送受波器40の送波器40aより送波
される超音波の物体による反射波を受波器40bにて受
波し、受波器40b出力を増中部41にて増中した受波
信号を検知領域を設定する検知ゲート42を介して物体
検知部43に入力し、検知領域内に存在する物体を検知
するようにした超音波物体検知装置において、電源を投
入してから一定期間超音波が受波されないことを確認し
て超音波を送波器40aから送波する送波制御部44を
設けるとともに、残響信号の終了後の受信を開始し固定
物体からの反射波の受波信号が受信される時刻から所定
時間前に受信を終了する検知ゲート42の開閉時刻を設
定する検知領域自動設定手段45と、検知領域が自動設
定された状態における増中部41のゲインを所定量アッ
プして物体検知信号が得られるかどうかをチェックする
設定確認手段46と、設定確認手段46にて物体検知信
号が得られたとき検知領域自動設定手段45を再度作動
させるとともに、物体検知信号が得られなかったとき増
中部41のゲインを元の状態に引下げて所定の検知状態
で動作させる動作制御手段47とを設けたものであり、
検知領域の設定が余裕をもって行なわれているかどうか
の設定確認作業が容易になって施工が簡便になるととも
に、検知領域に隣接する反射物による誤動作を確実に防
止できるようにしたものである。以下実施例について図
を用いて説明する。 図は本発明の一実施例を示すもので、図中14は送波器
30および受波器31の信号処理を行なうマイクロプロ
セッサー(以下CPUと称す)であり、16〜23はこ
のCPU14内の構成ブロックを表わしており、各ブロ
ックの機能は以下の通りである。16はROMでありプ
ログラムが書き込んであり、電源投入後0番地よりスタ
ートする。 このROM16によって、演算処理回路21で種々演算
・処理を行なう。外部からのデータは入力18および入
力19によって取入れられ、演算した結果の必要データ
は、RAM17に記憶し必要に応じて取出す。22はY
レジスタであり、RAM16の番地および出力ラッチ2
0の出力番号を指定するものである。 出力ラッチ20は演算処理21により制御される出力回
路であり、ラッチ回路となっている。23は発振回路で
あり、クロツク発生回路15の信号によりCPU14を
動作させるためのクロック信号を作成するようになって
いる。 第1図および第2図はこのCPU14を用いて信号処理
を行なうようにした超音波物体検知装置のブロック回路
図および具体回路図を示しており、1は電気信号を超音
波に変換して空中へ放射し、又受波された超音波を電気
信号に変換する超音波振動子であり、この振動子1には
2個のダイオードを逆列接続した送受切替回路2が接続
されており、振動子1を送波用・受波用に切替えるよう
になっている。すなわち、送波増中回路8から大さな送
波信号が印加されたときには逆並列接続されたダイオー
ドがオンするため超音波振動子1に電圧が印加されるが
、送波信号がオフになると、両ダイオードがオフになっ
て超音波振動子1出力は受波信号として出力される。し
たがって超音波振動子1および切替回路2にて送波器4
0a、受波器40bが一体化された送受波器40が形成
されることになる。切替回路2の出力には微弱な電気信
号を増中する受波前暦アンプ3が接続されており、この
受波前層アンプ3の出力には送波終了時から少しずつゲ
インの大きくなるゲイン時変化アンプ4が接続されてい
る。このゲイン時変化アンプ4はCPU14の出力ラツ
チ20の出力■のリセット信号にてリセットされる電圧
時変化回路9の出力にてゲインを制御されるようになつ
ている。ゲイン時変化アンプ9の出力には、アッテネー
タ5が接続されており、ここではCPU14の出力ラッ
チ20の出力■の信号により減衰度がコントロール(ト
ランジスタがオンすれば減衰は小さくなる)され、アッ
テネ−夕5の出力に接続された同調型アンプ6により、
送波信号と同一の周波数の受波信号が増幅される。 この増幅された受波信号は波形成形回路7のトランジス
タにて検波増中されデジタル信号たるパルス信号に変換
され、パルス信号は信号切替回路11に入力される。こ
こではCPU14の出力ラツチ20の出力■の信号によ
って遅延OFFタイマ設定信号と切替え操作をされ、必
要な信号がCPU14の入力19に入力される。すなわ
ち、デイレイオフ時間設定値のCPU14への取り込み
と、受波信号の取り込みを切り替えている。前記遅延O
FFタイマ設定信号は、設定回路10の4個のスイッチ
にて定数を設定することによりCPU14で作られるも
のであり、所望の遅れ時間を設定するようになっている
。24は同期回路であり、ここにはCPU14の出力ラ
ッチ20の出力■と外部同期端子Sが接続されており、
この2つの入力がuo″の時のみ出力が日0″となる回
路である。 この同期出力はCPU14の同期入力信号として入力1
8に接続されている。12は出力回路であり、CPU1
4の出力ラツチの出力5の信号によって出力リレ−がオ
ン、オフされる。 13は表示回路であり、自動設定の設定状態が悪い時に
オンするようになっている。 なお、検知ゲート42、物体検知部43、送波制御部4
4、検知領域自動設定手段45、設定確認手段46およ
び動作制御手段47はいずれもCPU14を用いた論理
演算手段にて実現されている。以下実施例の動作につい
て説明する。 まず最初にCPU14以外の各部の動作について説明す
る。CPU14の出力■から出力される送波信号は、送
波アンプ8へ送られて電力増幅され送受切替回路2を経
て振動子1へ印加される。振動子1は、電気信号を超音
波信号に変換して空中へ送波する。送波が完了すると振
動子1は、受波振動子として働き反射して来る超音波信
号を微弱な電気信号に変換する。この信号は送受切替回
路2を通って受波前層アンプ3に加えられる。ここで増
幅された受波信号はゲイン時変化アンプ4に加えられる
。このゲイン時変化アンプ4は、送波終了後少しずつゲ
インアップするアンプであり、その特性は第9図のよう
に電圧制御型アンプであり、制御用電圧は電圧時変化回
路9によって作られる。この電圧時変化回路9のリセッ
ト信号はCPU14の出力■から送波毎に送り出される
もので第8図に示すようになっている。ゲイン時変化ア
ンプ4の出力はアツテネータ5を経て、同調型アンプ6
へ入力される。 アツテネータ5では、CPU14の出力■が”H″の時
減衰度が小さく出力■が”L″の時減衰度が大きくなる
ようにされている。このようにする事により、アンプ系
全体のゲインを、CPU14の出力■の信号で2段階で
可変出来ることになる。同調型アンプ6の出力は、波形
成形回路7へ入力され、受波信号が一定のレベル以上に
なった購いH″、それ以外はいL″となるパルス信号に
変換される。このパルス信号は、信号切替回路11へ入
力されており、この回路に入力されているもう一つ遅延
オフタィマ設定回路出力とパルス信号とがCPU14の
出力■によって切替えられてCPU14の入力19に入
力されるようになっている。つまり出力■がnH″の時
は、遅延オフタィマ設定信号がCPU14の入力19へ
入力され、出力■がいL″ になればこのパルス信号が
CPU1 4の入力19へ入力されるようになっている
。出力回路12はリレー出力であり、CPU14の出力
■によってオン、オフされる。表示回路13は、設定不
可表示用であり、CPU14の出力■にて制御され、自
動設定時に次のような状態となった時LEDをフリッカ
ー表示する。(1) 検知領域設定時において、下限検
知距離があらかじめ設定された最大値をオーバした時(
0) 検知領域設定時において、下限検知距離が上限検
知距離よりも大きくなった時(m) 検知領域設定確認
時において、広くした検知領域内に反射物が存在してい
た時24は同期回路であり、送波開始タイミングを取る
回路である。 CPU14の出力■は通常いH″となっている。この時
は同期回路24の出力もいH″でありCPU14の入力
18はlnH″が入力されている。送波開始するために
CPU14の出力■がぃL″に変われば同期回路24の
出力もいL″になり、CPU14の入力18はふL″入
力となる。ところで第1図に示す回路が複数個ある時は
お互いの同期端子を接続してすべてのCPU14出力■
が”L″になった時にすべてのCPU14の入力18が
”L″になるように構成されており、同一タイミングで
送波されるようになっている。次にCPU14の動作に
ついて第3図〜第6図に示すフローチャートおよび第7
図に示すタイムチャートに塞いて説明する。 超音波物体検知装置を所定の場所に取付けた後、電源2
5を投入すると、CPU14が動作を開始する。第3図
は検知領域設定のフローチャートを示しており、いま電
源をオンしてプログラムがスタートすると〔1〕で受波
音波が一定期間t,受波されない事を確認する。 これは外来雑音などによる受波音波が受波器に入ってい
ないか調べるものであり、詳しいフローチャートは第6
図aの通りである。まず糊間ちを測定するためにタイマ
ーCを〔41〕でリセットする。次に〔42〕で受波音
波の有無を判断して受波音波が有る時は〔41〕へ戻り
、受波音波が無ければ〔48〕の時間判定部へ進みタイ
マーCがt,になったかどうかを判定する。タイマーC
がt,になっていなければ受波音波が無い事を確認しな
がらt,になるまで待機する。タイマーC=t・になれ
ば〔44〕の送波タイミング判断部へ進む。ここでは同
一音場内に複数の超音波物体検知装置が動作している場
合に各検知装置の同期を取るためのものであり、単体で
動作している時は即、次ステップへ進む。送波タイミン
グがOKとなれば第3図の〔2〕送波へ進む。ここでは
送波信号をCPU14内で作り、出力ラッチの出力■か
ら送波アンプ8へ信号を送る。送波が完了(時刻T。)
すると〔3〕で検知ゲート設定用タイマAをスタートさ
せる。〔4〕でタイマーAが2のsec経過するまで待
機し、2肌sec経過すればタイマーAと平行させて〔
5〕で近距離余裕時間測定タイマーBをスタートさせる
。〔6〕では受波音波があるかどうかを調べる。ここで
いう受波音波は、送波終了後の残響信号や検知器近辺の
反射物からの反射波である。これらの受波音波が存在す
る間はカウンターBを〔7〕でリセットし、〔8〕でタ
イマーAが最大設定時刻になっていないかを判断して最
大値より小さければ〔5〕へもどりタイマーBを再スタ
ートさせる。〔6〕で受波音波が無しと判断されれば〔
10〕で近距離余裕時間を判定する。受波音波が無くな
って1肌sec経過していなければ〔6〕に帰る。一方
1のsec経過すれば、この時のタイマーAの時刻TN
を検知ゲ−トの開く時刻すなわち検知領域の下限距離と
して第1のメモリ(CPU14内のRAM17)に記憶
する。〔8〕のタイマーA最大値判断部において、タイ
マーA=最大層となった場合は正常な設定がなされてい
ないことになるので
The present invention relates to an ultrasonic object detection device that integrates an ultrasonic transducer and detects an existing object by detecting reflected waves from a detection area of ultrasonic waves transmitted from the transmitter using the receiver. It is. Conventionally, when setting the effective detection area during construction with this type of ultrasonic object detection device, the upper and lower detection distance limits are measured and the detection gate opening/closing time commensurate with each detection distance is set by adjusting a variable resistor. However, this adjustment requires a considerable amount of experience, and the adjustment work is troublesome and time-consuming. Furthermore, in order to prevent false alarms due to environmental changes, after setting the detection area, the detection area is slightly enlarged and the detection area setting confirmation work is performed to check whether the construction is done in a position where there are no reflective objects adjacent to the detection area. However, this setting confirmation work is as troublesome as the detection area setting work. The present invention has been made in view of the above points, and provides an ultrasonic object detection device that has a function of automatically setting a detection area and a function of confirming the setting of the detection area, and is extremely easy to install. The purpose is to The configuration of the present invention will be explained below. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the present invention, in which the ultrasonic waves transmitted from the transmitter 40a of the integrated ultrasonic transducer 40 and reflected by an object are received by the receiver 40b. The received signal obtained by amplifying the output of the receiver 40b by the amplification part 41 is input to the object detection part 43 via the detection gate 42 which sets a detection area, and detects an object existing within the detection area. In the ultrasonic object detection device configured as above, a wave transmission control section 44 is provided which transmits ultrasonic waves from the transmitter 40a after confirming that no ultrasonic waves are received for a certain period of time after turning on the power, and also includes a wave transmission control section 44 that transmits ultrasonic waves from the transmitter 40a. detection area automatic setting means 45 for setting the opening/closing time of the detection gate 42, which starts reception after the end of the signal and ends reception a predetermined time before the time when the reception signal of the reflected wave from the fixed object is received; A setting confirmation means 46 checks whether an object detection signal can be obtained by increasing the gain of the intensifier 41 by a predetermined amount in a state where the detection area is automatically set, and an object detection signal is obtained by the setting confirmation means 46. An operation control means 47 is provided which operates the detection area automatic setting means 45 again when the object detection signal is not obtained and lowers the gain of the intensifying section 41 to the original state to operate in a predetermined detection state. and
This simplifies construction by making it easier to confirm whether the detection area has been set with sufficient margin, and also ensures that malfunctions caused by reflective objects adjacent to the detection area can be prevented. Examples will be described below using figures. The figure shows one embodiment of the present invention. In the figure, 14 is a microprocessor (hereinafter referred to as CPU) that performs signal processing of a transmitter 30 and a receiver 31, and 16 to 23 are microprocessors in this CPU 14. It represents the constituent blocks, and the functions of each block are as follows. 16 is a ROM in which a program is written, and starts from address 0 after power is turned on. Using this ROM 16, the arithmetic processing circuit 21 performs various calculations and processes. Data from the outside is taken in through inputs 18 and 19, and necessary data resulting from calculations is stored in RAM 17 and taken out as needed. 22 is Y
It is a register, and the address of RAM16 and output latch 2
This specifies an output number of 0. The output latch 20 is an output circuit controlled by the arithmetic processing 21, and serves as a latch circuit. Reference numeral 23 denotes an oscillation circuit, which generates a clock signal for operating the CPU 14 based on the signal from the clock generation circuit 15. Figures 1 and 2 show a block circuit diagram and a specific circuit diagram of an ultrasonic object detection device that uses this CPU 14 to perform signal processing. This is an ultrasonic transducer that converts the ultrasonic waves emitted to and received into electrical signals.This transducer 1 is connected to a transmission/reception switching circuit 2, which has two diodes connected in reverse series. The device 1 can be switched between transmitting and receiving waves. That is, when a large transmission signal is applied from the transmission amplifier circuit 8, the diodes connected in antiparallel are turned on, so a voltage is applied to the ultrasonic transducer 1, but when the transmission signal is turned off, a voltage is applied to the ultrasonic transducer 1. , both diodes are turned off and the output of the ultrasonic transducer 1 is output as a received signal. Therefore, the ultrasonic transducer 1 and the switching circuit 2 transmit the transmitter 4.
A transducer 40 is formed in which the transducer 0a and the transducer 40b are integrated. The output of the switching circuit 2 is connected to a pre-receiving amplifier 3 that amplifies weak electrical signals, and the output of the pre-receiving amplifier 3 has a gain whose gain gradually increases from the end of transmission. A time-varying amplifier 4 is connected. The gain of the gain time-varying amplifier 4 is controlled by the output of the voltage time-varying circuit 9, which is reset by the reset signal of the output (2) of the output latch 20 of the CPU 14. An attenuator 5 is connected to the output of the gain time-varying amplifier 9, and here the degree of attenuation is controlled by a signal from the output latch 20 of the CPU 14 (the attenuation becomes smaller when the transistor is turned on). By the tuned amplifier 6 connected to the output of the output 5,
A received signal having the same frequency as the transmitted signal is amplified. This amplified received signal is detected and amplified by the transistor of the waveform shaping circuit 7 and converted into a pulse signal as a digital signal, and the pulse signal is input to the signal switching circuit 11. Here, the delay OFF timer setting signal and the delay OFF timer setting signal are switched by the signal at the output (2) of the output latch 20 of the CPU 14, and the necessary signal is input to the input 19 of the CPU 14. That is, the CPU 14 switches between loading the delay-off time setting value and loading the received signal. The delay O
The FF timer setting signal is generated by the CPU 14 by setting constants using four switches of the setting circuit 10, and is designed to set a desired delay time. 24 is a synchronization circuit, to which the output ■ of the output latch 20 of the CPU 14 and the external synchronization terminal S are connected.
This is a circuit whose output is 0'' only when these two inputs are uo''. This synchronous output is input 1 as a synchronous input signal of the CPU 14.
8 is connected. 12 is an output circuit, and CPU1
The output relay is turned on and off by the signal at output 5 of output latch 4. Reference numeral 13 denotes a display circuit, which is turned on when the automatic setting is not in a good condition. Note that the detection gate 42, the object detection section 43, and the wave transmission control section 4
4. The detection area automatic setting means 45, the setting confirmation means 46, and the operation control means 47 are all realized by logical operation means using the CPU 14. The operation of the embodiment will be explained below. First, the operation of each section other than the CPU 14 will be explained. The transmission signal outputted from the output (2) of the CPU 14 is sent to the transmission amplifier 8, power amplified, and applied to the vibrator 1 via the transmission/reception switching circuit 2. The transducer 1 converts an electrical signal into an ultrasonic signal and transmits it into the air. When the transmission is completed, the transducer 1 acts as a receiving transducer and converts the reflected ultrasonic signal into a weak electrical signal. This signal passes through the transmission/reception switching circuit 2 and is applied to the pre-reception layer amplifier 3. The received signal amplified here is applied to a time-varying gain amplifier 4. The time-varying gain amplifier 4 is an amplifier whose gain increases little by little after the end of wave transmission, and its characteristics are that of a voltage-controlled amplifier as shown in FIG. 9, and the control voltage is generated by the voltage-varying circuit 9. The reset signal for the voltage time varying circuit 9 is sent out from the output (2) of the CPU 14 every time a wave is transmitted, as shown in FIG. The output of the time-varying gain amplifier 4 passes through an attenuator 5 and is then sent to a tuned amplifier 6.
is input to. In the attenuator 5, the degree of attenuation is small when the output (2) of the CPU 14 is "H", and the degree of attenuation is large when the output (2) is "L". By doing this, the gain of the entire amplifier system can be varied in two stages using the output signal (2) of the CPU 14. The output of the tuned amplifier 6 is input to a waveform shaping circuit 7, where it is converted into a pulse signal that is high when the received signal exceeds a certain level, and low otherwise. This pulse signal is input to the signal switching circuit 11, and the output of another delay off-timer setting circuit input to this circuit and the pulse signal are switched by the output (■) of the CPU 14 and input to the input 19 of the CPU 14. It has become so. That is, when the output (2) is nH'', the delay off-timer setting signal is input to the input 19 of the CPU 14, and when the output (2) is low, this pulse signal is input to the input 19 of the CPU 14. The output circuit 12 is a relay output, and is turned on and off by the output (2) of the CPU 14. The display circuit 13 is for displaying that setting is not possible, and is controlled by the output (2) of the CPU 14, and displays a flicker on the LED when the following state occurs during automatic setting. (1) When the lower limit detection distance exceeds the preset maximum value when setting the detection area (
0) When the lower limit detection distance becomes larger than the upper limit detection distance when setting the detection area (m) When there is a reflective object within the widened detection area when checking the detection area setting 24 is a synchronous circuit. This is a circuit that determines the timing to start transmitting waves. The output ■ of the CPU 14 is normally high. At this time, the output of the synchronization circuit 24 is also high, and the input 18 of the CPU 14 receives lnH''. In order to start transmitting waves, the output ■ of the CPU 14 is If the current changes to "L", the output of the synchronizing circuit 24 also becomes "L", and the input 18 of the CPU 14 becomes the "L" input. By the way, when there are multiple circuits shown in Figure 1, connect their synchronization terminals to output all CPU 14.
The inputs 18 of all CPUs 14 are configured to become "L" when the signal becomes "L", and the waves are transmitted at the same timing. Next, regarding the operation of the CPU 14, the flowcharts shown in FIGS.
The explanation will be based on the time chart shown in the figure. After installing the ultrasonic object detection device in the specified location, turn on the power supply 2.
5, the CPU 14 starts operating. FIG. 3 shows a flowchart for setting the detection area. When the power is turned on and the program starts, it is confirmed in [1] that no received sound waves are received for a certain period t. This is to check whether received sound waves due to external noise etc. are entering the receiver, and the detailed flowchart can be found in Chapter 6.
As shown in Figure a. First, reset the timer C at [41] to measure the glue gap. Next, in [42], it is determined whether there is a received sound wave, and if there is a received sound wave, the process returns to [41], and if there is no received sound wave, the process proceeds to the time judgment part in [48], and the timer C reaches t. Determine whether or not. Timer C
If it has not reached t, wait until it reaches t while confirming that there is no received sound wave. When the timer C=t., the process proceeds to the wave transmission timing determination section [44]. This step is for synchronizing each detection device when a plurality of ultrasonic object detection devices are operating in the same sound field, and when a single object detection device is operating, the process immediately advances to the next step. If the wave transmission timing is OK, proceed to [2] Wave transmission in FIG. 3. Here, a transmission signal is generated within the CPU 14, and the signal is sent to the transmission amplifier 8 from the output (2) of the output latch. Wave transmission complete (time T)
Then, at [3], timer A for setting the detection gate is started. At [4], timer A waits until 2 seconds have elapsed, and when 2 seconds have elapsed, it is set parallel to timer A [
5] starts the short distance margin time measurement timer B. In [6], check whether there is a received sound wave. The received sound waves referred to here are reverberant signals after transmission or reflected waves from reflective objects near the detector. While these received sound waves are present, counter B is reset at [7], and at [8] it is determined whether timer A has reached the maximum setting time, and if it is less than the maximum value, the timer returns to [5]. Restart B. If it is determined that there is no received sound wave in [6], then [
10] to determine the short distance margin time. If the received sound wave disappears and one second has not passed, return to [6]. On the other hand, if 1 sec has elapsed, the time TN of timer A at this time
is stored in the first memory (RAM 17 in the CPU 14) as the detection gate opening time, that is, the lower limit distance of the detection area. [8] In the timer A maximum value judgment section, if timer A = maximum layer, it means that the settings are not correct.

〔9〕で設定不可表示を行って〔1
〕に戻って再度設定のやり直しを行なう。このようにし
て検知ゲートの開く時刻が設定された後、検知ゲートの
閉じる時刻を設定するために〔12〕で受波音波の有無
を判断する。受波音波が無い場合はタイマーAが設定最
大時刻になったかどうかを〔13〕で判断し、設定最大
時刻以内であれば〔12〕へ戻る。〔12〕で受波音波
があるかあるいは〔13〕でタイマーAが設定最大時刻
になった場合には〔14〕で受波音波があったときの時
刻T,あるいはタイマーAの設定最大時刻から一定の遠
距離余裕時間tc2を減算した時刻TFを検知ゲートの
閉じる時刻として第2のメモリ(CPU1 4のRAM
17)に記憶する。このようにして得られた検知ゲート
の開閉時刻TN,TFが正しく設定されているかどうか
を〔15〕で判断する。検知ゲートの開く時刻TNより
も閉じる時刻TFの方が大きければ正しく設定されてい
ることになるが、もしもTN≧TFとなっているとき、
検知ゲート開閉時刻TN, TFが正しく設定されてい
ないので、設定不可表示をオンし〔1〕に戻って再度設
定をやり直す。〔15〕でTN<TFとなたときは検知
領域の設定が完了したことになり〔16〕で設定不可表
示をオフして次ステップへ進む。検知領域設定が完了す
ると、第4図に示すように検知領域の設定確認作業を実
施する。 これは検知領域の近くに誤動作要因となる反射物がない
かどうかを調べるものである。〔17〕は受波音波が一
定期間(t.)存在しない事を確認するものであり、詳
しくは前述の検知領域設定の説明時にも説明した通りで
ある。いま受波音波がt,期間存在しなければ、〔18
〕でゲインアップ信号をセットし、アッテネータ5にお
いて受波器のゲインを通常より大きくして検知領域を若
干広げる。そして〔19〕で送波信号を作成して出力ラ
ッチの出力■から送波用アンプ8へ送る。送波が完了す
ると〔20〕でタイマーAをリセットしてからスタート
させる。そして、タイマーAの時刻が第1のメモリに記
憶された時刻TNになるまで、〔21〕で待機する。タ
イマーAの時刻がTNになれば〔22〕で受波音波が有
るかどうかの判断を開始しながら〔25〕でタイマーA
の時刻が、第2のメモリに記憶された時刻TFになるま
で待つ。もしもタイマーAの時刻<TFで受波音波があ
れば広くした検知領域内に反射物があるという事なので
、環響変化により誤動作する可能性がある事になり、検
知装置の取付位置が適当でないので、〔24〕で設定不
可表示を行ない再度第2図の〔1)に戻って検知領域の
設定をやり直す。〔25〕でタイマーAの値=TFとな
れば、設定した検知ゲートの開閉時刻は正常に設定され
ており、〔26〕にて設定不可表示をオフし、〔27〕
でゲインアップ信号をリセットして受波器のゲインを元
に戻しチェック回数判定部〔28〕へ進む。〔28〕で
は上記確認作業を何周期くり返して実施したかを調べ、
設定回数でなければ〔17〕へ帰り確認作業を開始する
。設定回数連続して合格したならば、検知領域の設定確
認作業が完了したことになり次ステップへ進む。検知領
域の設定確認作業が完了すれば、通常の検知動作に入る
。これを第4図に示すフローチャートによって説明する
。〔29〕は受波音波がt,時間存在しない事を確認す
るものである。 これは前周期送波した音波の反射波が受波されるか雑音
が受波されると、タイマーCがリセットされるようにな
っており、詳しいフローチャートは第5図aに示してあ
り、動作は前述した通りである。受波音波が一定期間ら
存在しなければ〔30〕で遅延オフ検査をする。これは
一度オンした出力リレーがオフする時に、検知ゲートが
開いている期間に受波音がなくなってから一定時間遅れ
てリレーをオフさせるものであり、詳しいフローチャー
トを第5図bに示す。まず〔45〕で検知信号がセット
されているかどうかを判断する。もしセットされていれ
ば〔49〕で遅延時間測定用カウンターDをlい0″に
して遅延オフ検査を終了する。〔45〕で検知信号がリ
セットされている時は、〔46〕へ進みカウンター○と
、遅延時間設定値の比較を行ない、カウンター○<設定
値ならば、〔47〕でカウンターDを1つカウントアッ
プする。カウンターD=設定値であるならば、〔48〕
で出力ラツチの出力■から出力回路12の出力リレーの
オフ信号を出し、〔49〕でカウンターDをい○″にリ
セットして遅延オフ検査を終了する。このようにして遅
延オフ検査が終了すると、〔31〕で送波信号を作成し
出力ラツチの出力■から送波アンプ8へ送る。送波が完
了すると、〔32〕でタイマーAをリセットしてからス
タートさせる。そして〔33〕でタイマーAが第1のメ
モリに記憶された時刻TNになるまで、待機する。タイ
マーAの時刻がTNになれば、〔34〕,〔35〕へ進
み〔34〕で受波音波があるかどうかを判断し受波音波
が無ければ〔35〕でタイマーAが第2のメモリに記憶
された時刻TFになったがどうかを調べる。ここで、タ
イマーAの時刻がTFとなるまで、受波音波がない時に
は、検知信号はリセットされ次の周期へ移るために〔2
9〕へ帰る。タイマーAの時刻<TFにて受波音波が存
在していた時は検知ゲートが開いている期間内に受波音
波が有った事になり、〔37〕へ進む。ここでは、検知
ゲート内に受波音波が、N周期連続して存在していたか
どうかを調べる。N周期連続して存在していた時は〔3
9〕で出力リレーをオンし、〔40〕で検知信号をセッ
トして、次周期へ移る。〔37〕でN周期連続でない場
合には〔38〕で、検知ゲート内に受波音波が存在して
いたのが何周期目かを記憶して、次周期へ移るために〔
29〕へ帰る。以上の動作をまとめると、電源をオンす
れば、第2図に示すフローチャートで、検知領域の近く
に、環境変化によって発生する誤動作要因となる反射物
体が存在していないかどうかを調べ、もしも反射物体が
存在していれば設定不可表示を行ない、再設定を行ない
、反射物体が存在していなければ第5図のフローチャー
トへ進み、通常の物体検知動作を行なうものである。 なお実施例にあたってはタイマーA〜○、検知ゲート、
メモリをCPU14にて形成しているが同一機能を有す
る個別回路にて構成しても良いことは言うまでもない。 本発明は上述のように構成されており、電源を投入して
から一定期間超音波が受波されないことを確認して超音
波を送波器から送波する送波制御部を設けるとともに、
残響信号の終了後に受波信号の受信を開始し固定物体か
らの反射波の受波信号が受信される時刻から所定時間前
に受信を終了する検知ゲートの開閉時刻を設定する検知
領域自動設定手段と、検知領域が自動設定された状態に
おける増中部のゲインを所定量アップして物体検知信号
が得られるかどうかをチェックする設定確認手段と、設
定確認手段にて物体検知信号が得られたとき検知領域自
動設定手段を再度動作させるとともに、物体検知信号が
得られなかったとき増中部のゲインを元の状態に引下げ
て所定の検知状態で動作させる動作制御手段とを設けた
ものであるので、検知領域に隣接して反射物がないかど
うかの確認が自動的に行なわれることになり、検知領域
の設定が余裕をもって行なわれているかどうかの確認作
業が容易になって施工がきわめて簡便になるとともに、
検知領域に隣接する反射物による誤動作が確実に防止で
きるという効果がある。
Press [9] to display the setting not possible, and then press [1].
) and redo the settings. After the opening time of the detection gate is set in this way, the presence or absence of a received sound wave is determined in [12] in order to set the closing time of the detection gate. If there is no received sound wave, it is determined in [13] whether the timer A has reached the set maximum time, and if it is within the set maximum time, the process returns to [12]. If there is a received sound wave in [12] or if timer A reaches the set maximum time in [13], then the time T when there is a received sound wave in [14] or from the maximum time set in timer A is determined in [14]. The time TF obtained by subtracting a certain long-distance margin time tc2 is set as the detection gate closing time in the second memory (RAM of CPU14).
17). It is determined in [15] whether the detection gate opening/closing times TN and TF obtained in this way are set correctly. If the closing time TF of the detection gate is larger than the opening time TN, the setting is correct, but if TN≧TF,
Since the detection gate opening/closing times TN and TF are not set correctly, turn on the setting not possible display and return to [1] to redo the settings. When TN<TF is established in [15], it means that the setting of the detection area is completed, and in [16], the setting impossible display is turned off and the process proceeds to the next step. When the detection area setting is completed, the detection area setting confirmation work is carried out as shown in FIG. This is to check whether there are any reflective objects near the detection area that could cause malfunctions. [17] is to confirm that the received sound wave does not exist for a certain period of time (t.), and the details are as explained in the explanation of the detection area setting above. If the received sound wave does not exist for a period t, then [18
] to set a gain up signal, and attenuator 5 increases the gain of the receiver higher than usual to slightly expand the detection area. Then, in [19], a transmission signal is created and sent to the transmission amplifier 8 from the output latch output (■). When the wave transmission is completed, timer A is reset and started at [20]. Then, it waits at [21] until the time on the timer A reaches the time TN stored in the first memory. When the time of timer A reaches TN, the timer A starts to judge whether or not there is a received sound wave at [22].
waits until the time TF becomes the time TF stored in the second memory. If timer A time < TF and there is a received sound wave, it means that there is a reflective object within the widened detection area, which means that there is a possibility of malfunction due to environmental changes, and the mounting position of the detection device is not appropriate. Therefore, in step [24], a display indicating that settings are not possible is made, and the process returns to step [1] in FIG. 2 again to set the detection area again. If the value of timer A = TF in [25], the set opening/closing time of the detection gate has been set correctly, and the setting disabled display is turned off in [26], and in [27]
The gain up signal is reset to return the gain of the receiver to the original value, and the process proceeds to the check number determination section [28]. In [28], find out how many cycles the above confirmation work was repeated,
If it is not the set number of times, return to [17] and start confirmation work. If the test passes the set number of consecutive tests, it means that the detection area setting confirmation work has been completed and the process moves on to the next step. Once the detection area setting confirmation work is completed, normal detection operation begins. This will be explained using the flowchart shown in FIG. [29] confirms that the received sound wave does not exist for time t. This is so that when the reflected wave of the sound wave transmitted in the previous period is received or noise is received, the timer C is reset.The detailed flowchart is shown in Figure 5a. is as described above. If the received sound wave does not exist for a certain period of time, a delayed off test is performed in [30]. When an output relay that has been turned on is turned off, the relay is turned off after a certain time delay after the received sound disappears while the detection gate is open.A detailed flowchart is shown in FIG. 5b. First, in [45], it is determined whether the detection signal is set. If it is set, the delay time measurement counter D is set to 0" in [49] and the delay off test is completed. If the detection signal has been reset in [45], proceed to [46] and counter ○ is compared with the delay time setting value, and if counter ○<setting value, count up counter D by one at [47].If counter D=setting value, go to [48]
At step [49], the output relay of the output circuit 12 is outputted with an off signal from the output latch, and at step [49], the counter D is reset to ``○'' to complete the delayed off test.In this way, when the delayed off test is completed, , [31] creates a transmission signal and sends it from the output latch output ■ to the transmission amplifier 8. When the transmission is completed, timer A is reset and started at [32].Then, the timer A is started at [33]. A waits until time TN, which is stored in the first memory, is reached. When the time of timer A reaches TN, the process proceeds to [34] and [35] and checks whether there is a received sound wave in [34]. If there is no received sound wave, it is checked in [35] whether the timer A has reached the time TF stored in the second memory.Here, the received sound wave continues until the timer A reaches time TF. If not, the detection signal is reset to move to the next cycle [2
Return to 9]. If the received sound wave is present when the timer A < TF, it means that the received sound wave was present during the period when the detection gate was open, and the process proceeds to [37]. Here, it is checked whether or not the received sound waves were present within the detection gate for N consecutive periods. When it exists for N consecutive periods, [3
Turn on the output relay at step 9], set the detection signal at step 40, and move on to the next cycle. If N cycles are not continuous in [37], then in [38] the number of cycles in which the received sound wave was present in the detection gate is memorized, and in order to move on to the next cycle,
29]. To summarize the above operations, when the power is turned on, the flowchart shown in Figure 2 checks to see if there are reflective objects near the detection area that could cause malfunctions caused by environmental changes. If an object exists, a setting is disabled display is displayed and the setting is performed again, and if a reflective object does not exist, the process proceeds to the flowchart of FIG. 5 and normal object detection operation is performed. In addition, in the example, timers A to ○, detection gate,
Although the memory is formed by the CPU 14, it goes without saying that it may be formed by individual circuits having the same functions. The present invention is configured as described above, and includes a wave transmission control section that transmits ultrasonic waves from a transmitter after confirming that no ultrasonic waves are received for a certain period of time after turning on the power, and
Detection area automatic setting means for setting an opening/closing time of a detection gate that starts receiving the reception signal after the end of the reverberation signal and ends the reception a predetermined time before the time when the reception signal of the reflected wave from the fixed object is received. and a setting confirmation means for checking whether an object detection signal is obtained by increasing the gain of the intensifier by a predetermined amount in a state where the detection area is automatically set, and when an object detection signal is obtained by the setting confirmation means. In addition to operating the detection area automatic setting means again, when an object detection signal is not obtained, the operation control means is provided to lower the gain of the multiplication part to its original state and operate it in a predetermined detection state. It will automatically check whether there are any reflective objects adjacent to the detection area, making it easier to check whether the detection area has been set with sufficient margin, and making installation extremely simple. With,
This has the effect of reliably preventing malfunctions caused by reflective objects adjacent to the detection area.

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

第1図は本発明の一実施例のブロック回路図、第2図は
同上の具体回路図、第3〜6図は同上のフローチャート
、第7図は同上のタイムチャ−ト、第8図および第9図
は同上の要部、第10図は本発明の横成を示すブロック
回路図である。 14はタイマー、検知ゲート、メモリ、減算部および判
断部を形成するCPU、30‘ま送波器、31は受波器
である。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図
Fig. 1 is a block circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a specific circuit diagram of the above, Figs. 3 to 6 are flow charts of the above, Fig. 7 is a time chart of the above, Figs. FIG. 9 is a block circuit diagram showing the main part of the same as above, and FIG. 10 is a block circuit diagram showing the implementation of the present invention. 14 is a CPU forming a timer, a detection gate, a memory, a subtraction section and a judgment section, 30' is a transmitter, and 31 is a receiver. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一体化された超音波送受波器の送波器より送波され
る超音波の物体による反射波を受波器にて受波し、受波
器出力を増巾部にて増巾した受波信号を検知領域を設定
する検知ゲートを介して物体検知部に入力し、検知領域
内に存在する物体を検知するようにした超音波物体検知
装置において、電源を投入してから一定期間超音波が受
波されないことを確認して超音波を送波器から送波する
送波制御部を設けるとともに、残響信号の終了後に受波
信号の受信を開始し固定物体からの反射波の受波信号が
受信される時刻から所定時間前に受信を終了する検知ゲ
ートの開閉時刻を設定する検知領域自動設定手段と、検
知領域が自動設定された状態における増巾部のゲインを
所定量アツプして物体検知信号が得られるかどうかをチ
エツクする設定確認手段と、設定確認手段にて物体検知
信号が得られたとき検知領域自動設定手段を再度作動さ
せるとともに、物体検知信号が得られなかったとき増巾
部のゲインを元の状態に引下げて所定の検知状態で動作
させる動作制御手段とを設けたことを特徴とする超音波
物体検知装置。
1 The receiver receives the reflected waves of the ultrasonic waves transmitted from the transmitter of the integrated ultrasonic transducer by the object, and the receiver output is amplified by the amplification section. In an ultrasonic object detection device that inputs a wave signal to an object detection unit via a detection gate that sets a detection area and detects an object existing within the detection area, the ultrasonic wave signal is input for a certain period of time after the power is turned on. A transmitting control unit is provided to transmit the ultrasonic wave from the transmitter after confirming that the ultrasonic wave is not received, and to start receiving the received signal after the reverberation signal ends, and to detect the received signal of the reflected wave from the fixed object. detection area automatic setting means sets the opening/closing time of the detection gate to finish reception a predetermined time before the time when the detection area is automatically set; A setting confirmation means for checking whether a detection signal is obtained; and a setting confirmation means for reactivating the detection area automatic setting means when an object detection signal is obtained by the setting confirmation means, and increasing the width when an object detection signal is not obtained. 1. An ultrasonic object detection device comprising: operation control means for lowering the gain of the section to its original state to operate in a predetermined detection state.
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