JPS6339843B2 - - Google Patents

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JPS6339843B2
JPS6339843B2 JP55162132A JP16213280A JPS6339843B2 JP S6339843 B2 JPS6339843 B2 JP S6339843B2 JP 55162132 A JP55162132 A JP 55162132A JP 16213280 A JP16213280 A JP 16213280A JP S6339843 B2 JPS6339843 B2 JP S6339843B2
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JP
Japan
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sludge
sludge layer
circuit
signal
pulse
Prior art date
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JP55162132A
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English (en)
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JPS5786043A (en
Inventor
Hideyuki Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication of JPS5786043A publication Critical patent/JPS5786043A/ja
Publication of JPS6339843B2 publication Critical patent/JPS6339843B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波信号によりヘドロ層の厚みを計
測するヘドロ探査装置の改良に関するものであ
る。
一般にいわれているヘドロの範囲は非常に広範
囲であるが、港湾等で問題となるものは、かなり
やわらかいもので、固い基礎地層の上に堆積して
いるものが多い。このような状態のヘドロに対し
この厚さを連続して計測するための装置として
は、ヘドロの表面で反射されてヘドロ内にはほと
んど透過しない50〜100KHz程度の高い周波数の
超音波と、ヘドロを透過して基礎地層に達し、こ
の基礎地層で反射される5〜40KHz程度の低い
周波数の超音波を使用したものが知られている
(日刊工業新聞者、昭和46年8月16日初版発行の
『海洋エレクトロニクス』第151頁〜第152頁
5.6.10「ヘドロ探知機」参照)。
第1図は上記原理に基づいた従来のヘドロ探査
装置の構成を示すものである。図中1はタイミン
グ発生回路、2は高い周波数(通常50〜
100KHz)のパルス状信号の発生するパルス発生
回路、3は低い周波数(通常5〜40KHz)のパ
ル状信号を発生するパルス発生回路、4及び5は
電力増幅器、6及び7は送受切換器、8は上記高
い周波数のパルス状信号を超音波信号に変換して
送受するよう構成された送受波器、9は同じく低
い周波数用の送受波器、10は上記高い周波数信
号を通過するフイルターを有する受信増幅器、1
1は同じく低い周波数信号を通過するフイルター
を有する受信増幅器、12は記録増幅器、13は
超音波信号の発信時点から上記受信増幅器10よ
り高い周波数の受信出力波形が出力されるまでの
時間を計数し深度を算出する深度計数回路、14
は同じく超音波信号の発信時点から上記受信増幅
器11より低い周波数の受信出力波形が出力され
るまでの時間を計数し深度を算出する深度計数回
路、15は電動機、16は記録ペン支持用ベル
ト、17は記録ペン、18は記録紙、19は水
中、20はヘドロ層、20aはヘドロ層表面、2
1は水底面である。また第2図は記録紙18上の
記録例を示す説明図である。
上記装置において、電動機15の回転によりベ
ルト16及び記録ペン17が走行し、該記録ペン
17が記録紙18上のA点に達すると、タイミン
グ発生回路1で送信タイミングパルスが発生す
る。該送信タイミングパルスはパルス発生回路
2,3及び深度計数回路13,14に送出され、
パルス発生回路2では高い周波数のパルス状信号
が、またパルス発生回路3では低い周波数のパル
ス状信号が発生し、深度計数回路13,14は計
数を開始する。上記両パルス状信号は電力増幅器
4,5にてそれぞれ増幅されて送受切換器6,7
を通り水中19の同じ深さに設置された送受波器
8,9に送出され、送受波器8からは高い周波数
の超音波信号S1が、また送受波器9からは低い周
波数の超音波信号S2がヘドロ層20へ向けて同時
に発射される。高い周波数の超音波信号S1はヘド
ロ層20の表面20aにて反射され、送受波器8
で受け取られ再び電気信号に変換される。該受信
信号は送受切換器6を通して受信増幅器10に送
出され、そこで適宜、増幅され深度計数回路13
の計数を停止させると同時に、記録増幅器12に
て記録ペン17を動作させるのに適した電圧まで
増幅する。記録ペン17はベルト16の送行に従
つて移動しており、上記受信信号を受けて記録紙
18上のB点に受信を記録する。一方、低い周波
数の超音波信号S2はヘドロ層20を通過して水底
面21に達し、そこで反射されて送受波器9にて
受け取られ再び電気信号に変換される。該受信信
号は上記高い周波数の受信信号と同様にその送受
切換器7、受信増幅器11を通して深度計数回路
14の計数を停止させ、記録増幅器12を介して
記録紙18上のC点に受信を記録させる。深度計
数回路13及び14には送受波器8,9からヘド
ロ層20の表面20aまでの深さD1及び水底面
21までの深さD2が算出されており、両者を読
み出しその差(D2−D1)を取ればヘドロ層20
の厚みが計測される。
しかしながら送受波器8及び9は等価的にLC
並列共振回路で構成されており、また受信増幅器
10及び11のフイルターも一般的に共振回路構
成のものが使用されているため、送受波器8及び
9、並びに受信増幅器10及び11のフイルター
のQが同一であつても、受信出力波形の立ち上り
は周波数の高い方が良くなる。従つて第3図に示
すように、受信増幅器10及び11の受信出力波
形が受信信号を判定される閾値レベルHに達する
時間t1及びt2はt2>t1となり、この時間差(t2
t1)の分だけ深さD2が大きくなり、ヘドロ層20
の厚み(D2−D1)が実際より大きく記録される
という欠点があつた。
本発明は上記従来のヘドロ探査装置の欠点に鑑
み、受信出力波形の立ち上り時間の差によるヘド
ロ層の厚みの計測誤差をなくすことを目的とした
もので、その要旨とするところは両超音波信号の
受信出力波形の立ち上り時の差に相当する時間だ
け両超音波信号の発信時点をずらす補正手段を備
えたことを特徴とするヘドロ探査装置にある。以
下、図面について詳細に説明する。
第4図は本発明のヘドロ探査装置の一実施例を
示す構成図、第5図は第4図のヘドロ探査装置に
よる記録例を示す説明図である。図中、第1図及
び第2図と同一構成部分は同一符号をもつて表わ
される。すなわち1はタイミング発生回路、2及
び3はパルス発生回路、4及び5は電力増幅器、
6及び7は送受切換器、8及び9は送受波器、1
0及び11は受信増幅器、12は記録増幅器、1
3及び14は深度計数回路、15は電動機、16
はベルト、17は記録ペン、18は記録紙、19
は水中、20はヘドロ層、20aはヘドロ層20
の表面、21は水底面である。また22は記録ペ
ン17がA点より時間T(深さα)以前にある時
点Eに送信タイミングパルスを発生するタイミン
グ発生回路、23は遅延時間を変えることの可能
な遅延回路、24は深度計数回路13及び14で
計数される時間の差を取る減算回路、25は切換
回路、26は板状の擬似反射体である。
次に動作を説明する。まず水中19の送受波器
8及び9の下部に適宜な手段により擬似反射体2
6を送受波器8及び9との距離が等しくなるよう
に設置し、パルス発生回路3にタイミング発生回
路1からの送信タイミングパルスを送出するよう
に切換回路25を切換える。前記従来例と同様、
ベルト16の走行により記録ペン17がA点に達
するとタイミング発生回路1に送信タイミングパ
ルスが発生し、該パルスはパルス発生回路2と、
切換回路25を介してパルス発生回路3と、深度
計数回路13及び14とに送出される。パルス発
生回路2及び3で発生した高い周波数のパルス状
信号と低い周波数のパルス状信号はそれぞれ電力
増幅器4及び5、送受切換器6及び7を介して送
受波器8及び9に送出され、該送受波器8及び9
から高い周波数及び低い周波数の超音波信号S3
S4が擬似反射体26に向つて発射される。超音波
信号S3,S4は共に擬似反射体26にて反射され、
それぞれ送受波器8及び9で受け取られ再び電気
信号に変換され、送受切換器6及び7を通して受
信増幅器10及び11に送出される。この場合、
送受波器8及び9と擬似反射体26との距離は同
一であるが、受信増幅器10及び11の出力波形
には前記立ち上り時間の差(t2−t1)が存在する
ため、記録紙18上に記録される受信時点B,C
及び深度計数回路13,14に算出される深さに
は時間差(t2−t1)に基づく誤差(τ)が生ず
る。そこで減算回路24にて上記深度計数回路1
3,14で計数された時間の差t(=t2−t1)を
取り遅延回路23に送出する。遅延回路23は当
初設定されている遅延時間Tより上記tを減算し
て正規の遅延時間を設定する。
次に擬似反射体26を取り外してヘドロ層20
の厚さを計測する場合について述べる。この際は
パルス発生回路3に遅延回路23を通してタイミ
ング発生回路22からの送信タイミングパルスを
送出するよう切換回路25を切換える。ベルト1
6の走行により記録ペン17がE点に達するとタ
イミング発生回路22に送信タイミングパルスが
発生し遅延回路23に送出される。遅延回路23
では(T−t)だけ該パルスを遅らせ、記録ペン
17がF点に達した時、切換回路25を介してパ
ルス発生回路3に送出する。パルス発生回路3は
該タイミングパルスを受けて低い周波数のパルス
状信号を発生させ、電力増幅器5、送受切換器7
を介して送受波器9より低い周波数の超音波信号
S2′をヘドロ層20に向けて発射させる。一方、
記録ペン17がA点に達するとタイミング発生回
路1に送信タイミングパルスが発生し、以後前記
同様の動作により送受波器8より高い周波数の超
音波信号S1がヘドロ層20に向けて発射される。
以後前記従来例と同様な動作により記録紙18上
にヘドロ層20の表面20a及び水底面21の受
信時点B,C′を記録し、深度計数回路13及び1
4にはそれぞれの深さD1,D2が算出される。
従つて上記実施例によれば、高い周波数の信号
発信時点より時間Tだけ以前に送信タイミングパ
ルスを発生させ、該パルスを時間Tより立ち上り
時間の差tだけ減算した遅延時間(T−t)だけ
遅らせて低い周波数の信号を発信させるようにな
したので、上記立ち上り時間の差tに相当する時
間だけ早く低い周波数の信号を発信することがで
き、各受信出力波形の立ち上り時間の差に起因す
る計測誤差を消去することができる。
なお、上記実施例では誤差を測定する場合、減
算回路24により自動的に立ち上り時間の差を算
出して補正するようにしているが、深度計数回路
13,14の内容を操作者が見て、あるいは記録
紙18上の値を読み取つて遅延回路23を手動で
操作して設定することもできる。また擬似反射体
26を用いる代りに水底21上にヘドロ層20の
ない地点で上記同様の誤差の測定を行なつてもよ
いし、さらにまた他の適当な手段により求めたヘ
ドロ層20の厚みと測定値とを比較して手動で遅
延回路23を設定してもよい。
以上述べたように本発明によれば、高い周波数
と低い周波数の超音波信号を水中のヘドロ層に向
けて発射し、該ヘドロ層の表面にて反射された高
い周波数の超音波信号と水底面にて反射された低
い周波数の超音波信号とを受信してヘドロ層の厚
みを計測するヘドロ探査装置において、上記両超
音波信号の受信出力波形の立ち上り時間の差に相
当する時間だけ両超音波信号の発信時点をずらす
補正手段を備えたので、周波数の異なる超音波信
号の受信出力波形の立ち上り時間の差に起因する
計測誤差を消去でき、正確なヘドロ層の厚みを計
測できるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の説明に供するもので、第1図は
従来のヘドロ探査装置を示す構成図、第2図は第
1図の装置による記録紙上の記録例を示す説明
図、第3図は第1図の装置の受信出力波形を示す
波形図、第4図は本発明のヘドロ探査装置の一実
施例を示す構成図、第5図は第4図の装置による
記録紙上の記録例を示す説明図である。 22…タイミング発生回路、23…遅延回路、
24…減算回路、25…切換回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 高い周波数と低い周波数の超音波信号を水中
    のヘドロ層に向けて発射し、該ヘドロ層の表面に
    て反射された高い周波数の超音波信号と水底面に
    て反射された低い周波数の超音波信号とを受信し
    てヘドロ層の厚みを計測するヘドロ探査装置にお
    いて、上記両超音波信号の受信出力波形の立ち上
    り時間の差に相当する時間だけ両超音波信号の発
    信時点をずらす補正手段を備えたことを特徴とす
    るヘドロ探査装置。
JP55162132A 1980-11-18 1980-11-18 Sludge searcher Granted JPS5786043A (en)

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