JPS6363074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、超音波検知器に関するものである。

〔背景技術〕

従来の超音波検知器を第１図に示す。１はある
一定周期例えば70ｍsecで信号を間欠的に出力す
る周期発振回路で、この周期発振回路１の出力は
ゲート作成回路２に入力され、ゲート信号が作成
される。３は送波パルス作成回路で、ゲート作成
回路２からの出力を送波パルス巾として決定する
ものである。４は超音波発振回路で、送波パルス
作成回路３からの送波パルスにより超音波を発振
せしめる信号を作成するものであり、この信号は
送波増巾回路５で増巾されて、超音波振動子６を
駆動して超音波を発生させて検知領域へ送波され
る。またこの超音波振動子６は被検知体からの反
射波を受波するものであり、超音波振動子６の受
波出力は、受波増巾回路７で増巾される。８は検
波・波形整形回路で、受波増巾回路７の受波出力
を検波し、適宜な波形に整形される。１０は検知
ゲート回路で、周期発振回路１から信号が出力さ
れた後、ゲート作成回路２により所定時間だけゲ
ートを開いて超音波の送受時間を考慮したもので
ある。従つて、この検知ゲート回路１０の出力
と、検波・波形整形回路８の出力とが同時に入力
された場合に、被検知体からの反射波としてアン
ド回路９のゲートが開かれる。１１はフリツプフ
ロツプで、送波パルス作成回路３の出力によりリ
セツトされるとともに、アンド回路９の出力によ
りセツトされてＨレベルの出力を出す。１２はフ
リツプフロツプ１１の出力により出力信号を作成
し、リレー１３を駆動する出力回路である。ま
た、第１図に示すブロツク図においては、検波・
波形整形回路８の出力つまり図中のｅ点に受波信
号が存在する期間、周期発振回路１を停止せしめ
る機能を有している。すなわち、音波の伝搬は低
温時に減衰が少なくなり被検知体と超音波検知器
との間に生じる多重回反射現象が発生する。その
ため、多重回反射時間が延びた場合、次の周期に
作成される検知ゲート回路１０のゲート時間内に
その反射波が入つてしまい、あたかも被検知体が
存在するかのように出力されてしまうからであ
る。その対策としては、周期発振回路１の発振周
期を長くして多重回反射波の影響を受けなくすれ
ばよい。つまり、実測によると、約200ｍsec以上
にすれば多重回反射波が減衰して出力されないレ
ベルとなる。しかし、発振周期を200ｍsec以上に
とると、多重回反射波の減衰が早い場合、いわゆ
るセンサーとしての応答速度（検知速度）が不必
要に長くなつてしまう。また、もうひとつの理由
としては、連続的な超音波ノイズが発生した場
合、同様に検知信号が出力されてしまう。以上の
ように、多重回反射波や連続ノイズ混入による誤
動作を防止するために上述した周期発振回路１の
発振停止機能が必要なのであるが、この場合、以
下に述べるような問題が生じる。

連続ノイズが混入した場合、及び多重回反射波
があつた場合の動作を第２図および第３図に夫々
示す。尚、第１図中のａ〜ｈと、第２図及び第３
図のａ〜ｈは夫々対応している。まず、第２図ｂ
に示すように送波パルス作成回路３から送波パル
スが出力されると、所定時間後に同図ｃに示すよ
うに一定時間だけ検知ゲート回路１０が開く。こ
の時間中に、同図ｄに示すように被検知体からの
反射波が受波されると、同図ｅに示すように検
波・波形整形回路８からパルスが出力される。そ
してこのパルスと検知ゲート回路１０の出力とが
アンド回路１０で論理積されて同図ｆに示すよう
にパルスが出力され、この信号によつて、フリツ
プフロツプ１１が同図ｇに示すようにセツトされ
る。そしてセツトされたフリツプフロツプ１１の
出力により出力回路１２から同図ｈに示すような
信号が出力され、リレー１３を駆動することにな
る。尚、受波増巾回路７及び検波・波形整形回路
８は常時受信しており、ノイズや反射波を受信し
た場合には第２図ｄ，ｅに示すように信号が出力
される。ここで、同図ｄに示すように、連続ノイ
ズが混入した場合、その連続ノイズの開始時刻t_N
と、検知ゲート回路１０のゲート時間t_Gの関係に
より、出力回路１２の出力信号が異なつてくる。
すなわち、t₁を検知ゲート回路１０のゲートが開
く時刻とし、t₂をゲートが閉じる時刻とすると、
連続ノイズの開始時刻t_Nがt₁＜t_N≦t₂又はt_N≦t₁
（但しノイズは連続するものとしている）のとき
には、ゲートが開いているために連続ノイズと論
理積されて出力回路１２の出力端ｈはＨレベルと
なり、リレー１３がオンする。しかし、連続ノイ
ズがt₂以後の場合つまりt₂＜t_N≦t₀の場合（t₀は次
の送波パルスが発生する時刻）は、出力回路１２
の出力端ｈはＬレベルであり、また検波・波形整
形回路８からは連続ノイズの受波出力を出してい
るので周期発振回路１は発振が停止されるので、
連続ノイズが発生している間、リレー１３はオン
しない。

第３図に示すような多重回反射波が長い時にも
同様に、第１反射波の混入タイミングによつてリ
レー１３がオンするかオフのままであるかが異な
つてくる。すなわち、多重回反射波の混入時刻を
t_N′とすると、t_N′≦t₁又はt₁＜t_N′≦t₂のときには
出力回路１２のｈ点はＨレベルとなり、t₂＜t_N′
≦t₀のときはＬレベルとなる。

ところで、超音波検知器の出力としては、本来
の思想は、瞬間的ノイズ、多重回反射波に対し、
周期発振を停止し、また動作を停止することによ
つて誤動作状態を表現するものであつた。これ
は、後述する２周期連続カウント方式において
は、さらにノイズ混入時には動作を停止し、出力
はＬレベルのままである。何故なら、超音波検知
器の従来の用途としては、自動扉などであり、動
作を停止することによつてそれを表現していたも
のである。ところが、超音波検知器を、車輌用障
害物検知センサー、踏切内侵入検知センサーなど
に応用した場合、動作を停止することによつて異
常を表現するだけでは、安全重視の面から考える
とふさわしくなく、不安全を表示するためリレー
をオンにすることが必要である。

次に、２周期連続カウント機能を設けた超音波
検知器のブロツク図を第４図に示す。構成は第１
図のものと略同様であつて、フリツプフロツプ１
１の次に２周期連続カウント回路１４を設けたも
のであり、この２周期連続カウント回路１４は、
フリツプフロツプ１１の出力により２周期にわた
つて、連続して検知信号が出力された場合に出力
回路１２を介してリレー１３を駆動するものであ
る。尚、第４図中のａ〜ｉは第５図および第６図
のａ〜ｉとは対応している。第５図は連続ノイズ
があつた場合、第６図は多重回反射波があつた場
合の動作波形図を示す。第４図および第５図にお
いて、連続ノイズの開始時刻t_Nのタイミングがい
かなる場合であつても第１周期では２周期連続カ
ウント回路１４からは出力されないのでリレー１
３はオンせず、更に連続ノイズの受波により周期
発振回路１の周期発振が停止するので、その現象
が終了するまで動作が行なわれず、リレー１３は
オフのままであり、異常表示は行なわれない。ま
た、第６図に示す多重回反射波の場合において
は、最初の多重回反射波の混入の場合に、上記と
同様にどのタイミングにおいても２周期連続カウ
ント回路１４からは出力されないため、リレー１
３は動作しない。つまり、多重回反射波が消滅す
るまで動作が行なわれず、リレー１３はオフのま
まであり、異常表示が行なわれない。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑みて提供したものであつ
て、連続ノイズや多重回反射波の現象が発生した
とき、強制的に周期発振回路の周期発振を行なう
ことにより出力を出して異常を表示することを目
的とした超音波検知器を提供するものである。

〔発明の開示〕

以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
第７図はブロツク図を示し、第１図と略同様であ
り、周期発振回路１を強制的に発振させる強制発
振回路１５を付加したものである。第８図は２周
期連続カウント回路１４を用いている場合の実施
例で、上記と同様に強制発振回路１５を設けてい
る。第７図に示す回路の動作を第９図および第１
０図に示し、第８図に示す回路の動作を第１１図
および第１２図に示している。強制発振回路１５
は周期が例えば200ｍsecで強制的に周期発振回路
１を発振駆動せしめるものである。第９図は連続
ノイズが混入したときの動作を示し、第２図に示
す従来例において出力回路１２の出力がＬレベル
であるような混入タイミングであつても、200ｍ
sec程度の周期で強制的に周期発振回路１を発振
強制回路１５により発振駆動せしめ、次の周期の
検知ゲート内に連続ノイズが検出され、出力はＨ
レベルとなるものである。つまり、時刻t₃で周期
発振回路１より信号が出力され、その後、時刻t₁
で検知ゲート回路１０のゲートが開き反射波の受
信状態となる。その後時刻t_Nで連続ノイズが第９
図ｄに示すように混入しても、時刻t₃から約200
ｍsec経過後に、強制発振回路１５より周期発振
回路１が強制的に駆動されて時刻t₄で信号を出力
する。すると所定時間後に検知ゲート回路１０の
ゲートが開き、連続ノイズと論理積をとること
で、第９図ｆのようにパルスが出力されて、出力
回路１２を介して同図ｈのようにリレー１３をオ
ンせしめる。更に連続ノイズが長く連続して混入
しても200ｍsec後にはまた周期発振回路１が発振
してリレー１３をオンのままとし、異常を表示す
ることになる。第１０図は多重回反射波が生じた
ときの動作を示し、多重回反射波が終了する時間
200ｍsec程度を経てから、強制発振回路１５によ
り周期発振回路１が強制的に発振するので、問題
はない。つまり、多重回反射波は200ｍsec程度で
消滅するのであり、また200ｍsec後は必ず周期発
振回路１が動作し、リレー１３を第１０図ｈに示
すようにオンせしめることになる。尚、第７図の
ａ〜ｈと、第９図および第１０図のａ〜ｈとは対
応している。

また、第８図に示す２周期連続カウント方式に
おいても同様である。すなわち、第１図ｄに示す
ように連続ノイズが混入しても200ｍsecごとに必
ず強制発振回路１５により周期発振回路１が駆動
し、２周期目後に２周連続カウント回路１４より
出力が出され、第１１図ｉに示すようにリレー１
３をオンせしめ、異常表示を行う。第１２図に示
す多重回反射波の場合にも第１０図と同様に動作
し、２回目以後にリレー１３をオンせしめる。多
重回反射が起きた場合、それが終了する時間とほ
ぼ同じ周期で強制発振するので、通常動作する周
期発振回路１の周期（時間）分だけ、超音波検知
器の応答速度（検知速度）が早くなる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように超音波検知器において、
受波増巾回路の受波出力により周期発振回路が所
定の時間以上停止した場合にこの周期発振回路を
強制的に発振駆動せしめる強制発振回路を設けた
ものであるから、連続的ノイズが混入したり、多
重回反射波が生じていても、所定の時間後には周
期発振回路が強制発振回路により強制的に駆動せ
られ、検知ゲート回路のゲート時間内に生じてい
る連続ノイズや多重回反射波とで出力され、その
検知信号を出力回路にて異常表示として表示する
ものであつて、このように異常状態において所定
時間後には必ず異常表示にて危険を知らせること
ができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のブロツク図、第２図は同上の
連続ノイズが混入した場合の動作波形図、第３図
は同上の多重回反射波が生じた場合の動作波形
図、第４図は他の従来例のブロツク図、第５図お
よび第６図は同上の第４図における動作波形図、
第７図は本発明の一実施例のブロツク図、第８図
は同上の他の実施例のブロツク図、第９図および
第１０図は同上の第７図における動作波形図、第
１１図および第１２図は同上の第８図における動
作波形図である。 １は周期発振回路、６は超音波振動子、７は受
波増巾回路、１０は検知ゲート回路、１２は出力
回路、１５は強制発振回路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ある一定周期で信号を出力する周期発振回路
   と、周期発振回路の出力により超音波を送波せし
   める超音波振動子と、被検知体から反射せられた
   反射波を前記超音波振動子を介して受波する受波
   増巾回路と、周期発振回路の信号出力後に所定時
   間ゲートを開く検知ゲート回路と、この検知ゲー
   ト回路の出力と受波増巾回路の出力により動作せ
   しめる出力回路とを具備し、受波増巾回路の出力
   があるときに誤動作防止用として前記周期発振回
   路を停止せしめるようにした超音波検知器におい
   て、受波増巾回路の受波出力により周期発振回路
   が所定の時間以上停止した場合にこの周期発振回
   路を強制的に発振駆動せしめる強制発振回路を設
   けて成ることを特徴とする超音波検知器。