JPS609739Y2 - 超音波測深機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は海底深度をメーターにより表示させる超音波
測深機の改良に関する。

従来、この種のものとしては例えば、特公昭３９−１１
２９２の発明に係る装置がある。

この従来の装置は、超音波発射パルスを基準にして海底
からのパルスが受波されるまでの期間持続する矩形波電
圧を周期的に発生し、その周期的矩形波電圧を多数含む
時間にわたって単一の積分回路により平均化してその平
均化電圧でメーターにアナログ的に深度表示を行なわせ
るものである。

この従来の装置では海底深さに比例した幅に矩形波の電
圧を平均するのでこの平均化電圧は、海底深度に応じて
変化すると同時に超音波発射パルスの送信周期によって
も変化する。

例えば、同じ深さの海底の測定において送信周期を短く
すると、海底からのパルスが受波されてから次の超音波
発射パルスが送られるまでの各休止期間が短くなる結果
、平均化電圧が高くなり、深度が一定であってもメータ
ーによる表示深度が深くなる。

逆に、送信周期を長くすると、休止期間が長くなり平均
化電圧が低くなるため表示深度が浅くなる。

一方、超音波発射パルスの送信周期は測定レンジに応じ
て切換えることが望ましい。

例えば、送信周期を一定に固定して測深を行なうと、海
底深度が浅い場合、海底からのパルスが受波されてから
次の超音波発射パルスが送信されるまでの休止期間が長
くなるため、測深効率が極めて悪い。

逆に、海底深度が送信周期に対応するものより深くなる
と超音波発射パルスの送信周期内に海底からの反射パル
スが受波されず、正確な深度測定が行なわれない。

従って、超音波発射パルスの送信周期は測定レンジに応
じて最も好適なものに切換えることが望ましい。

ところが上述の様に従来のメータ一式測深機においては
超音波発射パルスの送信周期を切換えると、海底深度が
一定であってもメーターの深度表示が異なる深度に表示
される欠点があった。

この考案は上記の欠点を除くべくなされたもので、超音
波発射パルスの送信周期を切換えてもそれによって表示
深度が変化することのない装置を提供するものである。

以下本考案を図示の実施例について説明する。

第１図の構成図において発振回路１のたとえば１００キ
ロヘルツの発振出力は第１の分周回路２、第２の分周回
路３を通して整形回路４に与えられ、第２図４のクロッ
クパルスを作る。

分周回路２と並列にスキップスイッチ２８が設けられて
いる。

モータとカムとスイッチ等により構成されたパルス発生
器ＰＧはたとえば１００〜１００００ヘルツ位の底い周
波数の信号を発生するものであり、この信号によって超
音波発射パルスの発射周期が規制される。

その出力周波数は公知の種々の方法で変化できるように
しである。

この出力は整形回路５で第２図５に示すように整形され
て、２つの縦続接続した２安定マルチバイブレーク６．
７．１２に与えられる。

マルチバイブレータ６．７．１２は第２図（６（＋ゝ）
ｔ （６（−））、 （７（＋））、 （７（−））及
び（１２（＋））、 （１２（−））に示すように１／
２及び１／４の周波数に分周した出力を出し、ｌ／４分
周出力は４つのフリップフロップ１４〜１７の入力端子
に導かれる。

従って、各フリップフロップ１４〜１７は位相が互に１
／４周期異る４つの１ ／ ４ 周期パルス、すなわち
上側の１００ヘルツの信号に対しては２５ヘルツ、の出
力を第２図１４〜１７に示すように発生する。

またパルス発生器ＰＧの出力は遅延回路８を経て所定時
間の遅延を受けて（第２図８）ゲート１３の１方の入力
端に与えられる。

さらにパルス発生器ＰＧの出力は発振器９を駆動して１
発の発振パルスを送受波器１１に与える。

また増幅器１０ヘモ同じパルス出力の一部が与えられる
。

送受波器１１は海底９９に向って超音波パルスを発射す
る。

この超音波パルスの反射波が送受波器１１で電気信号に
変換されて増幅器１０に与えられる。

増幅器１０の出力端子からは第２図１０のように、発振
パルスに基いてパルス５と同期した時刻ちｔ ｔｗｖ
ｔｉ＊ ｔ６？ ’８？・・・・・・の時刻に、また海
底反射波に基いてこれを受波した時刻チ、ｔ３．ｔ５．
ｔ７・・・・・・の時刻に各々出力を出してゲート１３
に与える。

ゲート１３は遅延回路８の出力を用いて、時刻’−ｙ＊
ｔｌ！？ ”４９・・・・・・の発射パルスに基く信
号を殺し、海底からの反射波による時刻ｔ１９ ｔ３？
ｔ５・・・・・・の真正信号のみをフリップフロップ
１４〜１７のリセット入力端子へ与える。

したがって各フリップフロップ１４〜１７は第２図１４
〜１７に示すように各反射波到来時刻”ｑ、ｔ３ｔ ｔ
５ｔ ｔ７・・・・・・に復帰する。

したがってこのフリップフロップ１４〜１７の出力によ
り制御されるゲート１８〜２１はそれぞれ第２図１８〜
２１に示すように整形回路４の出力パルスを通過させる
。

この各信号は積分回路２２〜２５でそれぞれ積分され、
第２図２２〜２５の波形を生じる。

各積分回路２２． ２３．２４．２５はそれぞれフリッ
プフロップ１５，１４．１７，１６の出力でリセットさ
れる。

この波形の波高はゲート１８〜２１の開いている期間す
なわち海底までの深さに比例する。

４つの積分値はオア回路２６で合算される。

第２図２２〜２５の波形図より明らかなように、積分回
路２２がリセットされる時点以前に、積分回路２４の出
力が水深値に対応する値にまで達しており、また、この
積分回路２４がリセットされる時点以前に、積分回路２
３の出力が水深値に対応する値にまで達している。

以下同様にして、４つの積分回路のうちの１つの積分回
路がリセットされるまでに必ず他の１つの積分回路の出
力値が水深値に対応する値に達している。

このため、オア回路２６の出力はリセットの切れ目がな
く平滑となり、メータ２７を駆動して深度の表示を行な
う。

したがって、本考案の装置によれば、切れ目（休止期間
）のある周期的矩形波電圧を単一の積分回路によって平
均化してその値を表示することに起因する前述の従来装
置における欠点は根本的に解決される。

なお、本実施例の装置では、分周回路２と並列に設けた
スキップスイッチ２８を切換えると分周回路２による周
波数降下がなくなるため、この回路２の分周比をたとえ
ば１２８とすれば、このスイッチ２８の切換によってク
ロックパルスの周期、したがって積分のスピードを１２
鯛１に変化させることができる。

従って、深いときには周期を大きくするよう切換えるこ
とが望ましい。

また、積分のスピードを変化させる場合、クロックパル
スの周期を切換える代りに積分回路２２，２３，２４．
２５の時定数を切換えても同じであることを明らかであ
る。

さらにパルス発生器ＰＧの調整によってその出力をたと
えば１対１００に変化すれば、それによって第２図５の
波形の周期が１対１００に変化される。

深いときには反射波の到来症の時間が長いので周期を長
くすることが必要である。

このようにして発振器１１から発射する超音波パルスの
周期と整形回路４の出力であるクロックパルスの周期と
の両者が切り換えられるため、深度に応じて上記両者を
別々に、又は連動して変化させることによって深度のレ
ンジを極めて広い範囲で変化でき、浅い場合にも深い場
合にも正確な測定ができる。

また計測プロセスがデジタル式であるから、レンジを切
換えた場合にも電圧変動などによる誤差が生ぜず、周波
数切換に基く表示値の理論的倍数変更をすれば正確な値
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の装置の構成を示すブロック図、第２図
は第１図の各ブロックの出力波形を示すタイムチャート
である。 １１・・・・・・送受波器、９９・・・・・・海底。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 周期的にパルスを発生するパルス発生器、該パルス発生
   器の出力パルスに基づいて超音波パルスを発射する送信
   手段、該送信手段による超音波パルスの水底反射波に基
   づく受信パルスを取り出す受信パルス検出回路、上記パ
   ルス発生回路の出力パルスに基づいて反転動作を行なう
   第１の２安定マルチバイブレータ、該第１の２安定マル
   チバイブレータの反転出力に基づいて反転動作を行なう
   第２の２安定マルチバイブレータ、上記第１の２安定マ
   ルチバイブレータの反転出力とは逆位相の反転出力に基
   づいて反転動作を行なう第３の２安定マルチバイブレー
   タ、所定のクロックパルスを発生するクロックパルス発
   生手段、上記第２の２安定マルチバイブレータの反転出
   力に基づいて導通し水底反射波が上記受信パルス検出回
   路によって検出されるまでの間上記クロックパルス発生
   手段によるクロックパルスを通過させる第１のゲート回
   路、上記第２の２安定マルチバイブレータの上記反転出
   力とは逆位相の反転出力に基づいて導通し水底反射波が
   上記受信パルス検出回路によって検出されるまでの間上
   記クロックパルス発生手段によるクロックパルスを通過
   させる第２のゲート回路、上記第３の２安定マルチバイ
   ブレータの反転出力に基づいて導通し水底反射波が上記
   受信パルス検出回路によって検出されるまでの間上記ク
   ロックパルス発生手段によるクロックパルスを通過させ
   る第３のゲート回路、上記第３の２安定マルチバイブレ
   ータの上記反転出力とは逆位相の反転出力に基づいて導
   通し水底反射波が上記受信パルス検出回路によって検出
   されるまでの間上記クロックパルス発生手段によるクロ
   ックパルスを通過させる第４のゲート回路、上記第１の
   ゲート回路を通過するクロックパルスを積分し該積分に
   よる出力電圧が上記第２のゲート回路の導通時点でリセ
   ットされる第１の積分回路、上記第２のゲート回路を通
   過するクロックパルスを積分し該積分による出力電圧が
   上記第１のゲート回路の導通時点でリセットされる第２
   の積分回路、上記第３のゲート回路を通過するクロック
   パルスを積分し該積分による出力電圧が上記第４のゲー
   ト回路の導通時点でリセットされる第３の積分回路、上
   記第４のゲート回路を通過するクロックパルスを積分し
   該積分による出力電圧が上記第３のゲート回路の導通時
   点でリセットされる第４の積分回路、上記第１ないし第
   ４の積分回路の出力電圧の論理和出力を得る論理和回路
   、および該論理和回路の出力を表示する表示器を具備し
   、該表示器によって水底深度を表示することを特徴とす
   る超音波測深機。