JPS6116947B2 - - Google Patents
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- JPS6116947B2 JPS6116947B2 JP12141276A JP12141276A JPS6116947B2 JP S6116947 B2 JPS6116947 B2 JP S6116947B2 JP 12141276 A JP12141276 A JP 12141276A JP 12141276 A JP12141276 A JP 12141276A JP S6116947 B2 JPS6116947 B2 JP S6116947B2
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- wave detection
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- circuit
- reflected wave
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 37
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は超音波検知器に関し、特に例えば検
知子が超音波を送波した直後に生じる残響波と被
検出物体に反射して受波される物体反射波とに基
づいて、該検知子の動作状態（または故障状態）
を識別できるようにした超音波検知器に関する。
知子が超音波を送波した直後に生じる残響波と被
検出物体に反射して受波される物体反射波とに基
づいて、該検知子の動作状態（または故障状態）
を識別できるようにした超音波検知器に関する。
一般に、水中における物体の存在を検知した
り、交通制御において車両の有無を検知するため
に、電気信号を機械的振動（すなわち超音波）に
変換して被検出物体へ送波するような超音波検知
器が実用に供されている。例えば、超音波検知器
を用いて車両を検知する場合、検知子から超音波
を路面に向けて送波し、該送波された超音波が路
面に反射して受波された時間と車両に反射して受
波された時間との差に基づいて車両の有無を検知
している。この場合において、車両に反射して受
波される超音波が、比較的長時間にわたつて存在
したり、または長時間存在しないことがしばしば
生じる。このようなときにおいて、それが交通流
の状態によるものか、検知子の故障によるものか
を識別する必要があつた。
り、交通制御において車両の有無を検知するため
に、電気信号を機械的振動（すなわち超音波）に
変換して被検出物体へ送波するような超音波検知
器が実用に供されている。例えば、超音波検知器
を用いて車両を検知する場合、検知子から超音波
を路面に向けて送波し、該送波された超音波が路
面に反射して受波された時間と車両に反射して受
波された時間との差に基づいて車両の有無を検知
している。この場合において、車両に反射して受
波される超音波が、比較的長時間にわたつて存在
したり、または長時間存在しないことがしばしば
生じる。このようなときにおいて、それが交通流
の状態によるものか、検知子の故障によるものか
を識別する必要があつた。
従来では、検知子の故障状態（すなわち動作状
態）を識別するために、検知子が超音波を送波し
た直後に、該検知子自身の振動によつて生じる残
響波の有無を検出することによつて行なわれてい
た。ところが、残響波の有無を検出して検知子の
故障状態を識別する方法は、検知子の取付位置の
調整不良によつて超音波の送波方向がずれている
と、該検知子が正常に動作して超音波を送波して
も、該被検知物体からの反射波が検知子に受波さ
れないという問題点があつた。
態）を識別するために、検知子が超音波を送波し
た直後に、該検知子自身の振動によつて生じる残
響波の有無を検出することによつて行なわれてい
た。ところが、残響波の有無を検出して検知子の
故障状態を識別する方法は、検知子の取付位置の
調整不良によつて超音波の送波方向がずれている
と、該検知子が正常に動作して超音波を送波して
も、該被検知物体からの反射波が検知子に受波さ
れないという問題点があつた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の
問題点を解消し得る検知子の故障状態を高精度に
識別できるようにした超音波検知器を提供するこ
とである。
問題点を解消し得る検知子の故障状態を高精度に
識別できるようにした超音波検知器を提供するこ
とである。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
この発明を要約すれば、検知子が超音波を送波
した直後に生じる残響波を検出する手段と、予め
調整して設定しされた送波後の一定時間において
超音波が被検知物体に反射して受波された物体反
射波を検出する手段とを設け、残響波検出手段出
力と物体反射波検出手段出力とに基づいて、該検
知子の動作状態を識別し、しいては故障状態を識
別するものである。
した直後に生じる残響波を検出する手段と、予め
調整して設定しされた送波後の一定時間において
超音波が被検知物体に反射して受波された物体反
射波を検出する手段とを設け、残響波検出手段出
力と物体反射波検出手段出力とに基づいて、該検
知子の動作状態を識別し、しいては故障状態を識
別するものである。
第１図はこの発明の一実施例のブロツク図であ
る第２図は第１図の動作を説明するための各部の
出力波形図である。次に第１図および第２図を参
照してこの実施例の構成とともに動作を説明しよ
う。
る第２図は第１図の動作を説明するための各部の
出力波形図である。次に第１図および第２図を参
照してこの実施例の構成とともに動作を説明しよ
う。
基準パルス発生回路PG１は超音波の送波期間
を規定する基準パルスａ（第２図ａ参照）を一定
周期毎に間欠的に発生するものであつて、該基準
パルスａをパルス変調回路PM、パルス発生回路
PG２および反射波受波期間パルス発生検出回路
PG３に与える。応じて、パルス発生回路PG２は
基準パルスよりも長い（例えば；ただしは後
述の残響波期間ｍよりも短かい期間ｍ＞とす
る）パルスｂ（ａ＋）を発生し、ANDゲート
Ｇ１およびＧ２の禁止入力として与える。また、
パルス変調回路PMは基準パルスａの期間中にお
いて電気的発振信号ｃ（すなわち送波信号；第２
図ｃ参照）を導出し、検知子ULに与える。応じ
て、検知子ULは電気的発振信号ｃを機械的振動
に変換して超音波を発生し、該超音波を被検知物
体の方向へ向けて送波する。このとき、検知子
ULは超音波の送波後固有の周波数で振動して残
響波（この残響波の期間をｍとする）を発生す
る。従つて、残響波を含む送波信号および被検知
物体に反射して検知子ULに受波された信号は増
幅回路AMで増幅され、受波信号ｄ（第２図ｄ参
照）として検波回路DTに与えられる。検波回路
DTは受波信号ｄを包絡線検波し、検波出力ｅを
ANDゲートG1に与えるとともに、ANDゲートＧ
２に与える。このとき、ANDゲートＧ１は、パ
ルスｂの期間中には不能動化されているため、残
響期間ｍと期間の差の期間（ｍ−）におい
て、出力ｆ（第２図ｆ参照）を導出する。すなわ
ち、ANDゲートＧ１は残響波の有ることを表わ
す出力ｆを導出する。
を規定する基準パルスａ（第２図ａ参照）を一定
周期毎に間欠的に発生するものであつて、該基準
パルスａをパルス変調回路PM、パルス発生回路
PG２および反射波受波期間パルス発生検出回路
PG３に与える。応じて、パルス発生回路PG２は
基準パルスよりも長い（例えば；ただしは後
述の残響波期間ｍよりも短かい期間ｍ＞とす
る）パルスｂ（ａ＋）を発生し、ANDゲート
Ｇ１およびＧ２の禁止入力として与える。また、
パルス変調回路PMは基準パルスａの期間中にお
いて電気的発振信号ｃ（すなわち送波信号；第２
図ｃ参照）を導出し、検知子ULに与える。応じ
て、検知子ULは電気的発振信号ｃを機械的振動
に変換して超音波を発生し、該超音波を被検知物
体の方向へ向けて送波する。このとき、検知子
ULは超音波の送波後固有の周波数で振動して残
響波（この残響波の期間をｍとする）を発生す
る。従つて、残響波を含む送波信号および被検知
物体に反射して検知子ULに受波された信号は増
幅回路AMで増幅され、受波信号ｄ（第２図ｄ参
照）として検波回路DTに与えられる。検波回路
DTは受波信号ｄを包絡線検波し、検波出力ｅを
ANDゲートG1に与えるとともに、ANDゲートＧ
２に与える。このとき、ANDゲートＧ１は、パ
ルスｂの期間中には不能動化されているため、残
響期間ｍと期間の差の期間（ｍ−）におい
て、出力ｆ（第２図ｆ参照）を導出する。すなわ
ち、ANDゲートＧ１は残響波の有ることを表わ
す出力ｆを導出する。
しかしながら、残響波は送波信号の直後に生じ
るものであるため、残響波の有無に基づいて検知
子の故障か否かを判別するには、基準パルスａの
少なくとも一周期以上の期間において残響波が有
か否かを識別する必要がある。そこで、ANDゲ
ートＧ１の出力ｆを積分回路ICで積分させ、そ
の積分出力ｇ（第２図ｇ参照）をしきい値弁別回
路LGに与える。従つて、該弁別回路LGは一定期
間以上残響波が無い場合に積分回路ICの積分出
力ｇが予め定めるしきい値以下になつたとき、残
響波の無いことを表わす判別出力ｈ（第２図ｈ参
照）を導出する。なお、検知子ULが正常に動作
している場合は、基準パルスａの一定周期毎に残
響波が発生されるため、積分回路ICの出力はし
きい値レベル以下となる前に高いレベルに保た
れ、弁別回路LCは出力を導出しない。このよう
にして、検波回路DTとパルス発生回路PG２と
ANDゲートＧ１と積分回路ICとしきい値弁別回
路LCとによつて、残響波の有無が識別される。
るものであるため、残響波の有無に基づいて検知
子の故障か否かを判別するには、基準パルスａの
少なくとも一周期以上の期間において残響波が有
か否かを識別する必要がある。そこで、ANDゲ
ートＧ１の出力ｆを積分回路ICで積分させ、そ
の積分出力ｇ（第２図ｇ参照）をしきい値弁別回
路LGに与える。従つて、該弁別回路LGは一定期
間以上残響波が無い場合に積分回路ICの積分出
力ｇが予め定めるしきい値以下になつたとき、残
響波の無いことを表わす判別出力ｈ（第２図ｈ参
照）を導出する。なお、検知子ULが正常に動作
している場合は、基準パルスａの一定周期毎に残
響波が発生されるため、積分回路ICの出力はし
きい値レベル以下となる前に高いレベルに保た
れ、弁別回路LCは出力を導出しない。このよう
にして、検波回路DTとパルス発生回路PG２と
ANDゲートＧ１と積分回路ICとしきい値弁別回
路LCとによつて、残響波の有無が識別される。
一方、前記反射波受波期間パルス発生回路PG
３は、前記基準パルスａの入力に応答して、超音
波の送波後に該超音波が被検知物体に反射して受
波される時間よりも少し長い時間までの反射波受
波期間パルスｉ（第２図ｉ参照）を発生する。こ
のパルス発生回路PG３としては、例えば単安定
マルチ等が用いられ、基準パルスａの入力時点か
ら該基準パルスの一周期よりも短かく被検知物体
の反射波が受波される時点よりも少し長い時点ま
での期間パルスを基準パルスの各周期毎に発生す
るように選ばれる。このパルス発生回路PG３の
反射波受波期間パルスｉはANDゲートＧ２に与
えられる。このANDゲートＧ２には、前記パル
ス発生回路PG２からのパルスｂが禁止入力とし
て与えられるとともに、前記検波回路DTの検波
出力ｅが与えられる。従つて、ANDゲートＧ２
は残響波があつたときまたは送波された超音波が
被検知物体に反射して検知子ULに受波されたと
き（すなわち反射波のあつたとき）出力を導出
し、該出力をANDゲートＧ３に与える。この
ANDゲートＧ３はANDゲートＧ１の出力すなわ
ち残響波検知出力が禁止入力として与えられる。
従つて、ANDゲートＧ３は検知子ULが反射波を
検知したことを表わす信号ｊ（すなわち反射波の
有ることを表わす信号）をタイマTMのリセツト
入力として与える。このタイマTMは、前記基準
パルスａの数周期（例えば２〜３周期）の期間に
相当する一定時間を計時して計時出力を導出する
ように設定され、ANDゲートＧ３からリセツト
信号が与えられる毎に計時値をクリアするもので
ある。すなわち、該タイマTMは一定時間の間に
反射波が受波されないとき、タイムアツプ出力ｋ
（第２図ｋ参照）を導出する。このようにして、
パルス発生回路PG２およびPG３と検波回路DT
とANDゲートＧ２およびＧ３とタイマTMとの作
動によつて反射の有無が識別される。
３は、前記基準パルスａの入力に応答して、超音
波の送波後に該超音波が被検知物体に反射して受
波される時間よりも少し長い時間までの反射波受
波期間パルスｉ（第２図ｉ参照）を発生する。こ
のパルス発生回路PG３としては、例えば単安定
マルチ等が用いられ、基準パルスａの入力時点か
ら該基準パルスの一周期よりも短かく被検知物体
の反射波が受波される時点よりも少し長い時点ま
での期間パルスを基準パルスの各周期毎に発生す
るように選ばれる。このパルス発生回路PG３の
反射波受波期間パルスｉはANDゲートＧ２に与
えられる。このANDゲートＧ２には、前記パル
ス発生回路PG２からのパルスｂが禁止入力とし
て与えられるとともに、前記検波回路DTの検波
出力ｅが与えられる。従つて、ANDゲートＧ２
は残響波があつたときまたは送波された超音波が
被検知物体に反射して検知子ULに受波されたと
き（すなわち反射波のあつたとき）出力を導出
し、該出力をANDゲートＧ３に与える。この
ANDゲートＧ３はANDゲートＧ１の出力すなわ
ち残響波検知出力が禁止入力として与えられる。
従つて、ANDゲートＧ３は検知子ULが反射波を
検知したことを表わす信号ｊ（すなわち反射波の
有ることを表わす信号）をタイマTMのリセツト
入力として与える。このタイマTMは、前記基準
パルスａの数周期（例えば２〜３周期）の期間に
相当する一定時間を計時して計時出力を導出する
ように設定され、ANDゲートＧ３からリセツト
信号が与えられる毎に計時値をクリアするもので
ある。すなわち、該タイマTMは一定時間の間に
反射波が受波されないとき、タイムアツプ出力ｋ
（第２図ｋ参照）を導出する。このようにして、
パルス発生回路PG２およびPG３と検波回路DT
とANDゲートＧ２およびＧ３とタイマTMとの作
動によつて反射の有無が識別される。
前記しきい値弁別回路LG出力の残響波の無い
ことを表わす出力ｈおよびタイマTMのタイムア
ツプ出力の反射波の無いことを表わす出力ｋは、
ORゲートＧ４を介してランプＬに与えられる
（ORゲートＧ４の出力パルスｎは第２図ｎ参
照）。このため、いずれかの出力に応答してラン
プＬが点灯表示され、検知子ULの故障を知らせ
る。
ことを表わす出力ｈおよびタイマTMのタイムア
ツプ出力の反射波の無いことを表わす出力ｋは、
ORゲートＧ４を介してランプＬに与えられる
（ORゲートＧ４の出力パルスｎは第２図ｎ参
照）。このため、いずれかの出力に応答してラン
プＬが点灯表示され、検知子ULの故障を知らせ
る。
なお、好ましくは、故障判別回路DCが設けら
れ、前記出力ｈおよび出力ｋが該故障判別回路
DCに与えられる。この故障判別回路DCは、弁別
回路LCの出力ｈおよび／またはタイマTMの出
力ｋに基づいて検知子ULの故障態様を判別す
る。例えば、出力ｈおよび出力ｋのある場合、換
言すれば残響波無しでありかつ反射波無しの場合
（すなわち、図示の態様）においては、検知子
ULが故障であることを判別する。また、出力ｈ
がありかつ出力ｋがない場合、換言すれば残響波
が無いにもかかわらず反射波がある場合（すなわ
ち、図示の態様）においては、検知子ULが故
障であり、反射波は雑音等に起因するものである
ことを判別する。また、出力ｋがありかつ出力ｈ
がない場合、換言すれば残響波がありかつ反射波
が相対的に長時間無いとき（すなわち、図示の態
様）は、検知子ULの取付角度が被検出物体の
方向へ向いていないことを判別する。また、この
場合において、反射波が相対的に短時間の間無い
ときは、被検知物体が存在しないことを判別す
る。さらに、出力ｈおよび出力ｋがない場合すな
わち、図示の態様は検知子ULが正常に動作し
ていることを判別する。この故障判別検出回路
DCの判別出力は適宜表示される。
れ、前記出力ｈおよび出力ｋが該故障判別回路
DCに与えられる。この故障判別回路DCは、弁別
回路LCの出力ｈおよび／またはタイマTMの出
力ｋに基づいて検知子ULの故障態様を判別す
る。例えば、出力ｈおよび出力ｋのある場合、換
言すれば残響波無しでありかつ反射波無しの場合
（すなわち、図示の態様）においては、検知子
ULが故障であることを判別する。また、出力ｈ
がありかつ出力ｋがない場合、換言すれば残響波
が無いにもかかわらず反射波がある場合（すなわ
ち、図示の態様）においては、検知子ULが故
障であり、反射波は雑音等に起因するものである
ことを判別する。また、出力ｋがありかつ出力ｈ
がない場合、換言すれば残響波がありかつ反射波
が相対的に長時間無いとき（すなわち、図示の態
様）は、検知子ULの取付角度が被検出物体の
方向へ向いていないことを判別する。また、この
場合において、反射波が相対的に短時間の間無い
ときは、被検知物体が存在しないことを判別す
る。さらに、出力ｈおよび出力ｋがない場合すな
わち、図示の態様は検知子ULが正常に動作し
ていることを判別する。この故障判別検出回路
DCの判別出力は適宜表示される。
上述のごとく、この実施例によれば、残響波の
有無と反射波の有無とに基づいて超音波を送受波
する検知子（または超音波振動子）の動作状態
（または故障状態）を検出するため、高精度に故
障状態を検出できる。また、検知子の取付角度に
起因する故障も検知できる。さらに、状態判別す
ることによつて、各種の故障状態別に識別するこ
ともできる。
有無と反射波の有無とに基づいて超音波を送受波
する検知子（または超音波振動子）の動作状態
（または故障状態）を検出するため、高精度に故
障状態を検出できる。また、検知子の取付角度に
起因する故障も検知できる。さらに、状態判別す
ることによつて、各種の故障状態別に識別するこ
ともできる。
以上のように、この発明によれば、残響波検出
回路と、反射波検出回路と、反射波検出回路出力
により動作制御される計時手段と、残響波検出回
路出力と計時手段出力とのそれぞれの信号レベル
に応じて検知子の故障態様を判別する故障判別回
路とを設けたので、検知子の故障や取付不良等の
故障態様を高精度に判別することができる。
回路と、反射波検出回路と、反射波検出回路出力
により動作制御される計時手段と、残響波検出回
路出力と計時手段出力とのそれぞれの信号レベル
に応じて検知子の故障態様を判別する故障判別回
路とを設けたので、検知子の故障や取付不良等の
故障態様を高精度に判別することができる。
第１図はこの発明の一実施例のブロツク図であ
る。第２図は第１図の動作を説明するための各部
の出力波形図である。 図において、PG１は基準パルス発生回路、PG
２はパルス発生回路、PG３は反射波受波期間パ
ルス発生回路、PMはパルス変調回路、ULは検知
子、AMは増幅回路、DTは検波回路、ICは積分
回路、LGはしきい値弁別回路、TMはタイマ、
DCは故障判別回路、Ｌはランプ、Ｇ１〜Ｇ４は
ゲートを示す。
る。第２図は第１図の動作を説明するための各部
の出力波形図である。 図において、PG１は基準パルス発生回路、PG
２はパルス発生回路、PG３は反射波受波期間パ
ルス発生回路、PMはパルス変調回路、ULは検知
子、AMは増幅回路、DTは検波回路、ICは積分
回路、LGはしきい値弁別回路、TMはタイマ、
DCは故障判別回路、Ｌはランプ、Ｇ１〜Ｇ４は
ゲートを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 駆動回路からの信号に応答して駆動されて超
音波を送波し、かつ被検出物体からの反射波を受
波する検知子と、 前記駆動回路の出力信号と前記検知子の受波信
号とを受けて、前記検知子が前記超音波を送波す
るときに発生する残響波の有無を検出する残響波
検出回路と、 前記駆動回路の出力信号と前記検知子の受波信
号とを受けて、前記非検出物体からの反射波を検
出する反射波検出回路と、 予め定められた時間を計時し、前記反射波検出
回路からの反射波検出信号に応答してリセツトさ
れ、前記予め定めれた時間内に前記反射波検出信
号が与えられるときには第１のレベルの信号を出
力し、前記予め定められた時間内に前記反射波検
出回路から前記反射波検出信号が与えられないと
きには前記予め定められた時間経過後第２のレベ
ルの信号を出力する計時手段と、 前記残響波検出回路の出力信号と前記計時手段
の出力信号とを受けて前記検知子の故障態様を判
別する故障判別回路とを備え、 前記故障判別回路は、 前記残響波検出回路からの残響波検出信号が与
えられないことと前記計時手段からの前記第２の
レベルの信号とに応答して前記検知了が故障であ
ると判定し、 前記残響波検出回路からの残響波検出信号が与
えられないことと前記計時手段からの前記第１の
レベルの信号とに応答して、前記検知子が故障で
あり、前記反射波検出回路が検出した反射波は雑
音に起因すると判定し、 前記残響波検出回路からの残響波検出信号と前
記計時手段からの比較的長時間持続する前記第２
レベルの信号とに応答して前記検知器の取付けが
不良であると判定し、 前記残響波検出回路からの残響波検出信号と前
記計時手段からの比較機短い時間持続する前記第
２レベルの信号とに応答して、前記検知子は正常
であり、かつ前記被検知物体が存在しないと判定
し、 前記残響波検出回路からの残響波検出信号と前
記計時手段からの前記第１レベルの信号とに応答
して前記検知子は正常であると判定する、超音波
検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12141276A JPS5346067A (en) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | Ultrasonic detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12141276A JPS5346067A (en) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | Ultrasonic detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5346067A JPS5346067A (en) | 1978-04-25 |
| JPS6116947B2 true JPS6116947B2 (ja) | 1986-05-02 |
Family
ID=14810524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12141276A Granted JPS5346067A (en) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | Ultrasonic detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5346067A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6447417U (ja) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57148273A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-13 | Nippon Soken Inc | Diagnosing device for ultrasonic pulse generating device |
-
1976
- 1976-10-08 JP JP12141276A patent/JPS5346067A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6447417U (ja) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5346067A (en) | 1978-04-25 |
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