JPS6197584A - 超音波式距離測定方法および装置 - Google Patents
超音波式距離測定方法および装置Info
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- JPS6197584A JPS6197584A JP21864884A JP21864884A JPS6197584A JP S6197584 A JPS6197584 A JP S6197584A JP 21864884 A JP21864884 A JP 21864884A JP 21864884 A JP21864884 A JP 21864884A JP S6197584 A JPS6197584 A JP S6197584A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、超音波式距離測定方法および装置に関する。
[従来の技術]
従来、鉄鋼の圧延工程等におけるような比較的環境の良
くない場所で高精度の変位測定を行う方法として、光学
的手法、電磁的手法等があるが、光学的手法は水蒸気、
冷却水が存在すると使用不可能であり、電磁的手法は被
測定物体の電磁的性質の変化に測定精度が左右される。
くない場所で高精度の変位測定を行う方法として、光学
的手法、電磁的手法等があるが、光学的手法は水蒸気、
冷却水が存在すると使用不可能であり、電磁的手法は被
測定物体の電磁的性質の変化に測定精度が左右される。
これらの変位測定方法に対し、水ジェツトによる超音波
距離測定方法には、上記のような欠点がないが、水温に
よる音速変化や測定分解能に限界があり、精度の点で問
題があった。そこで、従来の水ジェツトによる超音波測
定距離測定方法では、水温補正等の対策が取られている
。たとえ°ば、MaterialsEvaluatio
n V o l 、35 No、2 (1977
)第45頁〜第50頁によれば、第7図に示すように、
被測定物体lに対する測定用探触子2とは別に、補正用
探触子3と基準面4を設け、音速を測定し、補正可能と
している。第1図において、1−2間、3−4間の伝播
時間をtl、t2とし、3−4間の距離をd2とすれば
、測定距離d1は次式で計算される。
距離測定方法には、上記のような欠点がないが、水温に
よる音速変化や測定分解能に限界があり、精度の点で問
題があった。そこで、従来の水ジェツトによる超音波測
定距離測定方法では、水温補正等の対策が取られている
。たとえ°ば、MaterialsEvaluatio
n V o l 、35 No、2 (1977
)第45頁〜第50頁によれば、第7図に示すように、
被測定物体lに対する測定用探触子2とは別に、補正用
探触子3と基準面4を設け、音速を測定し、補正可能と
している。第1図において、1−2間、3−4間の伝播
時間をtl、t2とし、3−4間の距離をd2とすれば
、測定距離d1は次式で計算される。
di = (tl Xd2 )/12
・・・(1)また、従来方法では、伝播時間の測定
には、ランプ波を使う方法が取られており、励振パルス
に同期させてランプ波を発生させ1反射パルスが到来し
た時点で、ランプ波電圧をサンプルホールドし、測定し
ている。そこで、この方式の精度は、ランプ波の直線性
に左右され、アナログ方式であるために0.1%が限界
である。
・・・(1)また、従来方法では、伝播時間の測定
には、ランプ波を使う方法が取られており、励振パルス
に同期させてランプ波を発生させ1反射パルスが到来し
た時点で、ランプ波電圧をサンプルホールドし、測定し
ている。そこで、この方式の精度は、ランプ波の直線性
に左右され、アナログ方式であるために0.1%が限界
である。
[発明が解決しようとする問題点]
このように、従来方法では、まず時間間隔の測定精度が
0.1%であり、たとえば30mmの水距離を測定しよ
うとすれば、30pmの誤差が生ずる。また、第7図の
方法で音速補正を行うので、探触子が2個必要となるこ
と、測定用と補正用で測定場所が異なるので、この間に
温度勾配ができればそれがそのまま誤差になる。すなわ
ち、水の音速の温度変化は、8 XIG/”C!であり
、2つの探触子の間で0.1℃の温度差ができれば、測
定距離30腸■の場合、誤差は5pmとなってしまう。
0.1%であり、たとえば30mmの水距離を測定しよ
うとすれば、30pmの誤差が生ずる。また、第7図の
方法で音速補正を行うので、探触子が2個必要となるこ
と、測定用と補正用で測定場所が異なるので、この間に
温度勾配ができればそれがそのまま誤差になる。すなわ
ち、水の音速の温度変化は、8 XIG/”C!であり
、2つの探触子の間で0.1℃の温度差ができれば、測
定距離30腸■の場合、誤差は5pmとなってしまう。
本発明は、簡素な装置で、操作性が良く、悪環境下でも
高精度の距離測定が可能となる超音波式距離測定方法お
よび装置を提供することを目的とする。
高精度の距離測定が可能となる超音波式距離測定方法お
よび装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明の第1は、水浸または水柱ジェット構造の超音波
探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に設けられて送信
、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間の超音波
の伝播時間を測定して、被測定物体までの距離を測定す
る超音波式圧lli&測定方法において、振動子と被測
定物体との間の一定位置に入射超音波パルスエネルギの
一部を反射し、他の一部を通過させる基準反射体を設け
、励振パルスと該基準反射体による反射パルスの間の時
間間隔toおよび励振パルスと被測定物体による反射パ
ルスの間の時間間隔tiを測定し、上記時間間隔toお
よび振動子と基準反射体とがなす距gldoからその時
の水中の音速Cを算出し、上記時間間隔tlにその音速
Cを乗じて、振動子と被測定物体間の距離diを演算す
るようにしたものである。
探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に設けられて送信
、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間の超音波
の伝播時間を測定して、被測定物体までの距離を測定す
る超音波式圧lli&測定方法において、振動子と被測
定物体との間の一定位置に入射超音波パルスエネルギの
一部を反射し、他の一部を通過させる基準反射体を設け
、励振パルスと該基準反射体による反射パルスの間の時
間間隔toおよび励振パルスと被測定物体による反射パ
ルスの間の時間間隔tiを測定し、上記時間間隔toお
よび振動子と基準反射体とがなす距gldoからその時
の水中の音速Cを算出し、上記時間間隔tlにその音速
Cを乗じて、振動子と被測定物体間の距離diを演算す
るようにしたものである。
また、本発明の第2は、水浸または水柱ジェット構造の
超音波探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に設けられ
て送信、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間の
超音波の伝播時間を測定し、被測定物体までの距離を測
定する超音波式距離測定装置において、探触子ヘッドの
ノズルの途中に設けられる基準反射体と、主パルス発生
器と、主パルス発生器に同期して振動子を励振するパル
サと、励振パルスおよび反射パルスを受信増巾するレシ
ーバと、主パルス発生器のパルスから一定の遅延の後に
、ノズル途中の基準反射体および被測定物体からの各反
射パルスの前記レシーバへの到達時間の近傍である巾を
持ったパルスを発生し、各反射パルスをそれぞれ有効、
無効とする遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途
中の基準反射体および被測定物体からの各反射パルスの
それぞれとの時間間隔tO,tlを測定するパルスカウ
ンタと、上記時間間隔toおよび振動子と基準反射体と
が成す距離dOからその時の水中の“音速Cを算出し、
上記時間間隔t1にその音速Cを乗じて、振動子と被測
定物体間の距gIdlを演算する演算処理器と、を有し
てなるようにしたものである。
超音波探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に設けられ
て送信、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間の
超音波の伝播時間を測定し、被測定物体までの距離を測
定する超音波式距離測定装置において、探触子ヘッドの
ノズルの途中に設けられる基準反射体と、主パルス発生
器と、主パルス発生器に同期して振動子を励振するパル
サと、励振パルスおよび反射パルスを受信増巾するレシ
ーバと、主パルス発生器のパルスから一定の遅延の後に
、ノズル途中の基準反射体および被測定物体からの各反
射パルスの前記レシーバへの到達時間の近傍である巾を
持ったパルスを発生し、各反射パルスをそれぞれ有効、
無効とする遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途
中の基準反射体および被測定物体からの各反射パルスの
それぞれとの時間間隔tO,tlを測定するパルスカウ
ンタと、上記時間間隔toおよび振動子と基準反射体と
が成す距離dOからその時の水中の“音速Cを算出し、
上記時間間隔t1にその音速Cを乗じて、振動子と被測
定物体間の距gIdlを演算する演算処理器と、を有し
てなるようにしたものである。
[作 用]
本発明によれば、超音波探触子ヘッドによる距離側定位
−における水の音速を、距離測定と略同時に測定し、水
温による音速の適正な補正を行うことが可能となる。し
たがって、操作性の良い簡素な装置で、悪環境下でも高
精度の距離測定が可能である。
−における水の音速を、距離測定と略同時に測定し、水
温による音速の適正な補正を行うことが可能となる。し
たがって、操作性の良い簡素な装置で、悪環境下でも高
精度の距離測定が可能である。
[実施例]
第1図は本発明の第1実施例に係る距離測定装置lOを
示す測定系統図、第2図は超音波探触子ヘッドの一例を
示す断面図である。
示す測定系統図、第2図は超音波探触子ヘッドの一例を
示す断面図である。
距離測定装置lOは、第1図および第2図に示すように
、超音波探触子ヘッド11を有している。探触子ヘッド
l ’lは、水ジェツトを噴出可能とするノズル12を
備えるとともに、水ジエツト内を移動する超音波の送信
、受信を行う振動子13を備え、振動子13と被測定物
体14との間の超音波の伝播時間を測定して、被測定物
体までの距離d1を測定可能としている。距離測定装置
10は、ノズル12の内部における中間位置に、入射超
音波パルスエネルギの一部を反射し、他の一部を通過さ
せる基準反射体15を備えている。
、超音波探触子ヘッド11を有している。探触子ヘッド
l ’lは、水ジェツトを噴出可能とするノズル12を
備えるとともに、水ジエツト内を移動する超音波の送信
、受信を行う振動子13を備え、振動子13と被測定物
体14との間の超音波の伝播時間を測定して、被測定物
体までの距離d1を測定可能としている。距離測定装置
10は、ノズル12の内部における中間位置に、入射超
音波パルスエネルギの一部を反射し、他の一部を通過さ
せる基準反射体15を備えている。
基準反射体15は、金属性薄板等に超音波のビーム直径
よりわずかに小さな孔を開口されてなり、振動子13か
ら一定の距離doに固定されている。それにより、振動
子13から発せられた超音波の一部はこの反射体15で
反射されて振動子13に戻り第3図に示す波形aの反射
パルスPOとして観察され、振動子13より発せられる
超音波の他の一部は反射体15の孔を通過して被測定物
体14に達し、そこで反射して振動子13に戻り波形a
の反射パルスpiとして観測される。なお、第3図に示
す波形aのパルスPaは励振パルスである。
よりわずかに小さな孔を開口されてなり、振動子13か
ら一定の距離doに固定されている。それにより、振動
子13から発せられた超音波の一部はこの反射体15で
反射されて振動子13に戻り第3図に示す波形aの反射
パルスPOとして観察され、振動子13より発せられる
超音波の他の一部は反射体15の孔を通過して被測定物
体14に達し、そこで反射して振動子13に戻り波形a
の反射パルスpiとして観測される。なお、第3図に示
す波形aのパルスPaは励振パルスである。
ここで、距離測定装置10は、主パルス発生器16と、
主パルス発生器16に同期して振動子13を励振するパ
ルサ17と、励振パルスPaお−よび反射パルスpo、
ptを受信増巾するレシーバ18とを備えている。また
、距離測定装置10は、主パルス発生器16のパルスか
ら一定の遅延の後に、基準反射体15からの反射パルス
POのレシーバ18への到達時間の近傍で第3図に波形
すで示すようなある巾を持ったパルスpbを発生し、反
射パルスPOを有効とし、反射パルスP1を無効とする
遅延パルス発生器19を備えている。また、距離測定装
置lOは、主パルス発生器16のパルスから一定の遅延
の後に、被測定物体14からの反射パルスPiのレシー
バ18への到達時間の近傍で第3図に波形Cで示すよう
なある巾を持ったパルスPcを発生し、反射ノくルスP
Iを有効とし、反射パルスPOを無効とする遅延パルス
発生器20を備えている。また、距離測定装置lOは、
波形aと波形すの積を取ることによってパルス列dを作
成するミキサ21を備えるとともに、波形aと波形Cの
積を取ることに、よってパルス列eを作成するミキサ2
2を備えている。また、距離測定装置lOは、ミキサ2
1の出力パルスに基づいてクロックツくルス発生器23
の発生パルス数を計数し、励振パルスPaと反射パルス
POとの時間間隔toを測定するノくルスカウンタ24
を備えている。また、距離測定袋は10は、ミキサ22
の出力パルスに基づいてクロックパルス発生器23の発
生パルス数を計数し、励振パルスPaと反射パルスP1
との時間間隔t1を測定するパルスカウンタ25を備え
ている。また、距離測定装置lOは演算処理器26を備
えている。演算処理器26は、上記時間間隔toおよび
振動子13と基準反射体15とが成す距@dOから、そ
の時の水中の音速Cを下記(2)式によって算出する。
主パルス発生器16に同期して振動子13を励振するパ
ルサ17と、励振パルスPaお−よび反射パルスpo、
ptを受信増巾するレシーバ18とを備えている。また
、距離測定装置10は、主パルス発生器16のパルスか
ら一定の遅延の後に、基準反射体15からの反射パルス
POのレシーバ18への到達時間の近傍で第3図に波形
すで示すようなある巾を持ったパルスpbを発生し、反
射パルスPOを有効とし、反射パルスP1を無効とする
遅延パルス発生器19を備えている。また、距離測定装
置lOは、主パルス発生器16のパルスから一定の遅延
の後に、被測定物体14からの反射パルスPiのレシー
バ18への到達時間の近傍で第3図に波形Cで示すよう
なある巾を持ったパルスPcを発生し、反射ノくルスP
Iを有効とし、反射パルスPOを無効とする遅延パルス
発生器20を備えている。また、距離測定装置lOは、
波形aと波形すの積を取ることによってパルス列dを作
成するミキサ21を備えるとともに、波形aと波形Cの
積を取ることに、よってパルス列eを作成するミキサ2
2を備えている。また、距離測定装置lOは、ミキサ2
1の出力パルスに基づいてクロックツくルス発生器23
の発生パルス数を計数し、励振パルスPaと反射パルス
POとの時間間隔toを測定するノくルスカウンタ24
を備えている。また、距離測定袋は10は、ミキサ22
の出力パルスに基づいてクロックパルス発生器23の発
生パルス数を計数し、励振パルスPaと反射パルスP1
との時間間隔t1を測定するパルスカウンタ25を備え
ている。また、距離測定装置lOは演算処理器26を備
えている。演算処理器26は、上記時間間隔toおよび
振動子13と基準反射体15とが成す距@dOから、そ
の時の水中の音速Cを下記(2)式によって算出する。
C= dO/ (tO−Δ) ・・・(2)また、
演算処理器26は、下記(3)式に示すように、時間間
隔tに上記音速Cを乗じて、振動子13と被測定物体1
4とが成す距離diを演算し、出力可能としている。
演算処理器26は、下記(3)式に示すように、時間間
隔tに上記音速Cを乗じて、振動子13と被測定物体1
4とが成す距離diを演算し、出力可能としている。
di = (tl−Δ)XC・・・(3)なお、上記Δ
は、超音波が水中以外の部分および電気パルスがケーブ
ル等を伝わる無駄時間であり、IM定系によって定まる
一定値である。
は、超音波が水中以外の部分および電気パルスがケーブ
ル等を伝わる無駄時間であり、IM定系によって定まる
一定値である。
なお、上記距離測定装置lOにおいて、主パルス発生器
16は立上り過渡時間20n秒程度の鋭いパルスを発生
させる。また、振動子13の振動周波数はl0NH2程
度である。また、クロックパルスはI GH2のものを
使用可能である。また、演算処理器26はマイクロプロ
セッサを使用可能である。
16は立上り過渡時間20n秒程度の鋭いパルスを発生
させる。また、振動子13の振動周波数はl0NH2程
度である。また、クロックパルスはI GH2のものを
使用可能である。また、演算処理器26はマイクロプロ
セッサを使用可能である。
次に、上記距離測定装置10による測定手順について説
明する。この距離測定装置10において、レシーバ18
の出力波形は第3図の波形aに示すようになり、前述の
ように、Paは励振パルス、Pは基準反射体15からの
反射パルス、Plは被測定物体14からの反射パルスで
ある。遅延パルス発生器19は、波形すに示すように、
反射パルスPOを含む位置に主パルス発生器16のパル
スに同期して遅延パルスPbを発生する。遅。
明する。この距離測定装置10において、レシーバ18
の出力波形は第3図の波形aに示すようになり、前述の
ように、Paは励振パルス、Pは基準反射体15からの
反射パルス、Plは被測定物体14からの反射パルスで
ある。遅延パルス発生器19は、波形すに示すように、
反射パルスPOを含む位置に主パルス発生器16のパル
スに同期して遅延パルスPbを発生する。遅。
延パルス発生器20は、同様にして、波形Cに示すよう
に、反射パルスPを含む位置に遅延パルスPcを発生す
る。ミキサ21は波形aと波形すの積を取り、パルス列
dを作り、同様にして、ミキサ22は波形aと波形Cか
らパルス列eを作る。
に、反射パルスPを含む位置に遅延パルスPcを発生す
る。ミキサ21は波形aと波形すの積を取り、パルス列
dを作り、同様にして、ミキサ22は波形aと波形Cか
らパルス列eを作る。
パルスカウンタ24は、パルス列dによりゲートが開閉
され、クロックパルス発生器23のパルスをカウントす
ることにより、時間間隔toを計測する。同様にして、
パルスカウンタ24による計測時と同時刻もしくは短い
時間差の間に、パルスカウンタ25が時間間隔tlを計
測する。演算処 ゛理器26は、上記パルスカウンタ2
4.25の計数結果に基づき、前記(2)式および(3
)式により、距離d1を演算し、出力する。
され、クロックパルス発生器23のパルスをカウントす
ることにより、時間間隔toを計測する。同様にして、
パルスカウンタ24による計測時と同時刻もしくは短い
時間差の間に、パルスカウンタ25が時間間隔tlを計
測する。演算処 ゛理器26は、上記パルスカウンタ2
4.25の計数結果に基づき、前記(2)式および(3
)式により、距離d1を演算し、出力する。
上記距離測定装置lOによる測定系においては、l 0
02以上のクロックパルスの周波数を使うので、木の音
速が1,500m/秒であるから、変位測定の分解能は
Ig、m以上に向上することが可能である。また、(2
)式および(3)式の音速Cは、測定位置における水の
音速であり、リアルタイムで測定位置の音速を計り、水
温による音速変化の補正を行うこととなる。
02以上のクロックパルスの周波数を使うので、木の音
速が1,500m/秒であるから、変位測定の分解能は
Ig、m以上に向上することが可能である。また、(2
)式および(3)式の音速Cは、測定位置における水の
音速であり、リアルタイムで測定位置の音速を計り、水
温による音速変化の補正を行うこととなる。
したがって、上記距離測定装置10を用いた距離測定に
よれば、水温の変化、温度勾配に起因する測定誤差を完
全に排除することが可能となり、かつ14m以上の高分
解能で距離の測定を行うことが可能となる。
よれば、水温の変化、温度勾配に起因する測定誤差を完
全に排除することが可能となり、かつ14m以上の高分
解能で距離の測定を行うことが可能となる。
なお、上記第1実施例は1時間間隔to、ttの測定を
同時もしくは短い時間差の内に行う場合について説明し
た。しかしながら、水温の変化がゆるやかな場合には、
第4図に示す第2実施例における、ように、リレー31
を用いて、時間間隔to、ttの測定を交互に行うこと
も可能である。この場合は、ミキサ、パルスカウンタを
それぞれ一台に削減可能である。
同時もしくは短い時間差の内に行う場合について説明し
た。しかしながら、水温の変化がゆるやかな場合には、
第4図に示す第2実施例における、ように、リレー31
を用いて、時間間隔to、ttの測定を交互に行うこと
も可能である。この場合は、ミキサ、パルスカウンタを
それぞれ一台に削減可能である。
t55図は本発明による距離測定結果を示す線図であり
、被測定物体を501Lのステップで変位させた時の出
力を示している。この第5図によれば、±2路程度の良
好な測定が可能左なることが認められる。
、被測定物体を501Lのステップで変位させた時の出
力を示している。この第5図によれば、±2路程度の良
好な測定が可能左なることが認められる。
また、第6図は、水の温度を5℃〜45℃変化させた時
の出力変化を示す線図である。この第6図によれば、音
速の補正を行わない場合には±1,000 JL程度の
誤差が生ずるのに対し、本発明においては、5gm以内
の誤差で収まることが認められる。すなわち、従来の超
音波距離測定装置の精度が±501Lであるのに対し、
本発明によれば、その測定精度が±51L以内となり、
従来に比して10倍以上の精度向上が認め)れる。
の出力変化を示す線図である。この第6図によれば、音
速の補正を行わない場合には±1,000 JL程度の
誤差が生ずるのに対し、本発明においては、5gm以内
の誤差で収まることが認められる。すなわち、従来の超
音波距離測定装置の精度が±501Lであるのに対し、
本発明によれば、その測定精度が±51L以内となり、
従来に比して10倍以上の精度向上が認め)れる。
[発明の効果]
以上のように、本発明の第1は、水浸または水柱ジェッ
ト構造の超音波探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に
設けられて送信、受信を行う振動子と、被測定物体表面
との間の超音波の伝播時間を測定して、被測定物体まで
の距離を測定する超音波式距離測定方法において、振動
子と被測定物体との間の一定位置に入射超音波パルスエ
ネルギの一部を反射し、他の一部を通過させる基準反射
体を設け、励振パルスと該基準反射体による反射パルス
の間の時間間隔toおよび励振パルスと被測定物体によ
る反射パルスの間の時間間隔tlを測定し、上記時間間
隔toおよび振動子と基準反射体とがなす距111dO
からその時の水中の音速Cを算出し、上記時間間隔tl
にその音速Cを乗じて、振動子と被測定物体間の距離d
1を演算するようにしたものである。
ト構造の超音波探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に
設けられて送信、受信を行う振動子と、被測定物体表面
との間の超音波の伝播時間を測定して、被測定物体まで
の距離を測定する超音波式距離測定方法において、振動
子と被測定物体との間の一定位置に入射超音波パルスエ
ネルギの一部を反射し、他の一部を通過させる基準反射
体を設け、励振パルスと該基準反射体による反射パルス
の間の時間間隔toおよび励振パルスと被測定物体によ
る反射パルスの間の時間間隔tlを測定し、上記時間間
隔toおよび振動子と基準反射体とがなす距111dO
からその時の水中の音速Cを算出し、上記時間間隔tl
にその音速Cを乗じて、振動子と被測定物体間の距離d
1を演算するようにしたものである。
また、本発明の第2は、水浸または水柱ジェット構造の
超音波探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に設けられ
て送信、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間の
超音波の伝播時間を測定し、被測定物体までの距離を測
定する超音波式距離測定方法において、探触子ヘッドの
ノズルの途中に設けられる基準反射体と、主パルス発生
器と、主パルス発生器に同期して振動子を励振するパル
サと、励振パルスおよび反射パルスを受信増巾するレシ
ーバと、主パルス発生器のパルスから一定の遅延の後に
、ノズル途中の基準反射体および被測定物体からの各反
射パルスの前記レシーバへの到達時間の近傍である巾を
持ったパルスを発生し、各反射パルスをそれぞれ有効、
無効とする遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途
中の基準反射体および被測定物体からの各反射パルスの
それぞれとの時間間隔to、ttを測定するパルスカウ
ンタと、上記時間間隔toおよび振動子と基準反射体と
が成す距離dOからその時の水中の音速Cを算出し、上
記時間間隔t1にその音速Cを乗じて、振動子と被測定
物体間の距離d1を演算する演算処理器と、を有してな
るようにしたものである。
超音波探触子ヘッドを用い、探触子ヘッド内に設けられ
て送信、受信を行う振動子と、被測定物体表面との間の
超音波の伝播時間を測定し、被測定物体までの距離を測
定する超音波式距離測定方法において、探触子ヘッドの
ノズルの途中に設けられる基準反射体と、主パルス発生
器と、主パルス発生器に同期して振動子を励振するパル
サと、励振パルスおよび反射パルスを受信増巾するレシ
ーバと、主パルス発生器のパルスから一定の遅延の後に
、ノズル途中の基準反射体および被測定物体からの各反
射パルスの前記レシーバへの到達時間の近傍である巾を
持ったパルスを発生し、各反射パルスをそれぞれ有効、
無効とする遅延パルス発生器と、励振パルスとノズル途
中の基準反射体および被測定物体からの各反射パルスの
それぞれとの時間間隔to、ttを測定するパルスカウ
ンタと、上記時間間隔toおよび振動子と基準反射体と
が成す距離dOからその時の水中の音速Cを算出し、上
記時間間隔t1にその音速Cを乗じて、振動子と被測定
物体間の距離d1を演算する演算処理器と、を有してな
るようにしたものである。
したがって、本発明によれば、操作性の良い簡素な装置
の使用により、悪環境下でも高精度の距離測定が可能と
なる。
の使用により、悪環境下でも高精度の距離測定が可能と
なる。
第1図は本発明の第1実施例に係る距離測定装置を示す
測定系統図、第2図は、超音波探触子ヘッドの一例を示
す断面図、第3図は距離測定装置における波形を示す線
図、第4図は本発明の第2実施例に係る距離測定装置を
示す測定系統図、第5図は本発明の具体的測定結果を示
す線図、第6図は本発明による音速補正の効果を示す線
図、第7図は従来の音速補正方法を示す模式図である。 10・・・距離測定装置、 11・・・超音波探触子ヘッド、12・・・ノズル、1
3・・・振動子、14・・・被測定物体、15・・・基
準反射体、16・・・主パルス発生器、17・・・パル
サ、18・・・レシーバ、19.20・・・遅延パルス
発生器、 2、22・・・ミキサ、 23・・・クロックパルス発生器、 24.25・・・パルスカウンタ、 26・・・演算処理器。 代理人 弁理士 塩 川“ 修 治 第1目 第2図 フ1(
測定系統図、第2図は、超音波探触子ヘッドの一例を示
す断面図、第3図は距離測定装置における波形を示す線
図、第4図は本発明の第2実施例に係る距離測定装置を
示す測定系統図、第5図は本発明の具体的測定結果を示
す線図、第6図は本発明による音速補正の効果を示す線
図、第7図は従来の音速補正方法を示す模式図である。 10・・・距離測定装置、 11・・・超音波探触子ヘッド、12・・・ノズル、1
3・・・振動子、14・・・被測定物体、15・・・基
準反射体、16・・・主パルス発生器、17・・・パル
サ、18・・・レシーバ、19.20・・・遅延パルス
発生器、 2、22・・・ミキサ、 23・・・クロックパルス発生器、 24.25・・・パルスカウンタ、 26・・・演算処理器。 代理人 弁理士 塩 川“ 修 治 第1目 第2図 フ1(
Claims (2)
- (1)水浸または水柱ジェット構造の超音波探触子ヘッ
ドを用い、探触子ヘッド内に設けられて送信、受信を行
う振動子と、被測定物体表面との間の超音波の伝播時間
を測定して、被測定物体までの距離を測定する超音波式
距離測定方法において、振動子と被測定物体との間の一
定位置に入射超音波パルスエネルギの一部を反射し、他
の一部を通過させる基準反射体を設け、励振パルスと該
基準反射体による反射パルスの間の時間間隔t0および
励振パルスと被測定物体による反射パルスの間の時間間
隔t1を測定し、上記時間間隔t0および振動子と基準
反射体とがなす距離d0からその時の水中の音速Cを算
出し、上記時間間隔t1にその音速Cを乗じて、振動子
と被測定物体間の距離d1を演算することを特徴とする
超音波式距離測定方法。 - (2)水浸または水柱ジェット構造の超音波探触子ヘッ
ドを用い、探触子ヘッド内に設けられて送信、受信を行
う振動子と、被測定物体表面との間の超音波の伝播時間
を測定し、被測定物体までの距離を測定する超音波式距
離測定装置において、探触子ヘッドのノズルの途中に設
けられる基準反射体と、主パルス発生器と、主パルス発
生器に同期して振動子を励振するパルサと、励振パルス
および反射パルスを受信増巾するレシーバと、主パルス
発生器のパルスから一定の遅延の後に、ノズル途中の基
準反射体および被測定物体からの各反射パルスの前記レ
シーバへの到達時間の近傍である巾を持ったパルスを発
生し、各反射パルスをそれぞれ有効、無効とする遅延パ
ルス発生器と、励振パルスとノズル途中の基準反射体お
よび被測定物体からの各反射パルスのそれぞれとの時間
間隔t0、t1を測定するパルスカウンタと、上記時間
間隔t0および振動子と基準反射体とが成す距離d0か
らその時の水中の音速Cを算出し、上記時間間隔t1に
その音速Cを乗じて、振動子と被測定物体間の距離d1
を演算する演算処理器と、を有してなることを特徴とす
る超音波式距離測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21864884A JPS6197584A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 超音波式距離測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21864884A JPS6197584A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 超音波式距離測定方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6197584A true JPS6197584A (ja) | 1986-05-16 |
JPH0123754B2 JPH0123754B2 (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=16723238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21864884A Granted JPS6197584A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 超音波式距離測定方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6197584A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0221785A2 (en) * | 1985-10-21 | 1987-05-13 | Kawasaki Steel Corporation | Ultra-sonic distance sensor and monitoring of surface profile utilizing ultra-sonic distance sensor |
US4778107A (en) * | 1986-08-21 | 1988-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Fuel injection valve assembly and an assembling method therefor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56147020A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic level gage |
JPS5784378A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Method of measuring distance with supersonic wave in flowing fluid |
JPS592526U (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社名機製作所 | 射出成形機 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP21864884A patent/JPS6197584A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56147020A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic level gage |
JPS5784378A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Method of measuring distance with supersonic wave in flowing fluid |
JPS592526U (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社名機製作所 | 射出成形機 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0221785A2 (en) * | 1985-10-21 | 1987-05-13 | Kawasaki Steel Corporation | Ultra-sonic distance sensor and monitoring of surface profile utilizing ultra-sonic distance sensor |
US4976149A (en) * | 1985-10-21 | 1990-12-11 | Kawasaki Steel Corporation | Ultrasonic distance sensor and monitoring of surface profile utilizing ultrasonic distance sensor |
US4778107A (en) * | 1986-08-21 | 1988-10-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Fuel injection valve assembly and an assembling method therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0123754B2 (ja) | 1989-05-08 |
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---|---|---|---|
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