KR19990002997A

KR19990002997A - 초음파 거리측정 장치의 고장검지장치 및 방법

Info

Publication number: KR19990002997A
Application number: KR1019970026766A
Authority: KR
Inventors: 조정식
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-15

Abstract

본 발명은 초음파 센서를 이용하여 거리를 측정하는 장치에 있어서, 초음파 센서의 구동시 발생하는 자체 잔향음의 유무를 측정하여 초음파 센서의 고장유무를 측정할 수 있도록 한 초음파 거리측정 장치의 고장검지장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 초음파를 발생 시키는 센서, 초음파 센서를 구동시키는 초음파센서 구동부, 초음파의 세기를 조절하는 초음파 음량 조절부, 초음파센서로부터 발생되는 초음파의 주파수 및 세기를 조정하는 제어 및 연산부, 제어및 연산부로부터 신호를 받아서 계산된 거리를 표시해 주는 표시부, 물체로부터 반사되어 돌아오는 초음파신호를 증폭시키는 전치증폭기, 증폭된 각종신호 중에서 초음파 센서에서 발생된 신호만 통과시키는 대역통과필터, 대역통과 필터에서 검출된 신호를 시간에 따라 가변해가면서 증폭시키는 가변이득증폭기, 증폭된 신호를 검파하는 검파기, 검파된 신호중 고주파의 잡음신호를 제거하는 저역통과필터, 저역통과 필터를 통과한 거리측정 신호를 기준신호와 비교하여 출력시키는 비교기로 이루어져 초음파센서의 고장유무를 측정할 수 있는 것이다.

Description

초음파 거리측정 장치의 고장검지장치및 방법

본 발명은 초음파 센서를 이용하여 거리를 측정하는 장치에 있어서, 초음파 센서의 구동시 발생하는 자체 잔향음의 유무를 측정하여 초음파 센서의 고장유무를 측정할 수 있도록 한 초음파 거리측정 장치의 고장검지장치및 방법에 관한 것이다.

종래의 초음파 센서를 이용하여 거리를 측정하는 장치에서는 초음파 센서의 구동시 발생하는 자체 잔향음의 유무를 측정하여 초음파 센서의 고장 유무를 측정하였다.

본 발명의 장치는 초음파 센서의 잔향음 뿐만 아니라 잡음신호를 검지 및 분석하여 종래의 장치에서 검지하지 못했던 고장을 검지할 수 있도록 초음파 거리측정 장치의 고장검지장치및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 초음파 거리측정 장치의 고장검지장치의 블럭도

도 2는 본 발명 초음파 거리측정 장치의 고장검지방법의 동작흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:초음파센서, 2:초음파센서 구동부, 3:초음파음량조절부. 4:제어및 연산부, 5:표시부, 6:전치증폭기, 7:대역통과필터, 8:기변이득증폭기, 9:검파기, 10:저역통과필터, 11:비교기, 12:비교신호 발생기

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참도로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 블록도로, 초음파를 발생 시키고 발생된 초음파신호를 수신하는 초음파센서(1)와, 제어 및 연산부, 초음파 음량 조절부로 부터 발생되는 신호의 양에 따라서 초음파 센서를 구동시키는 초음파센서 구동부(2)와, 초음파의 세기를 조절하는 초음파 음량 조절부(3)와, 상기 초음파센서(1)로부터 발생되는 초음파의 주파수및 세기를 조정하는 제어및 연산부(4)와, 상기 제어및 연산부(4)로 부터 신호를 받아서 계산된 거리를 표시해 주는 표시부(5)와, 상기 초음파센서 구동부(2)에 의해서 발생된 초음파 신호가 물체에서 반사되어 돌아오는 신호를 증폭시키는 전치증폭기(6)와, 상기 전치 증폭기(6)에서 증폭된 각종신호 중에서 초음파 센서(1)에서 발생된 신호만을 통과시키고 그외의 신호는 제거하는 대역통과필터(7)와, 상기 대역통과 필터(7)에서 검출된 신호를 시간에 따라 가변해가면서 증폭시키는 가변이득증폭기(8)와, 상기 가변이득 증폭기(8)에서 증폭된 신호를 검파하는 검파기(9)와, 상기 검파기(9)에서 검파된 신호를 동작 초음파 신호가 충분히 통과할 수 있도록 고주파의 잡음신호를 제거하는 저역통과필터(10)와, 상기 저역통과 필터(10)를 통과한 거리측정 신호를 비교신호 발생부(12)에서 발생되는 기준신호와 비교하여 아나로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 제어 및 연산부(4)로 보내는 비교기(11)로 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명은 먼저, 초음파 센서(1)에서 초음파를 발생시키면, 초음파 음량 조절부(3)와 제어및 연산부(4)를 통하여 초음파의 주파수및 세기가 조정된다.

이때, 초음파 센서 구동부(2)는 제어및 연산부(4), 초음파 음량 조절부(3)로 부터 발생되는 신호의 양에 따라서 초음파 센서(2)를 구동시킨다.

또한, 표시부(5)는 제어및 연산부(4)로부터 신호를 받아서 계산된 거리를 표시해 준다.

한편, 전치 증폭기(6)는 초음파센서 구동부(2)에 의해서 발생된 초음파 신호가 물체에 맞고 반사되어 돌아오는 신로를 일정레벨로 증폭시킨다.

이와같이 전치 증폭기(6)를 통하여 증폭된 신호는 대역통과 필터(7)를 통하면서 초음파센서(1)에서 발생된 신호만 통과되고 그외의 신호는 제거되어 시스템에 필요한 신호만이 추출된다.

이렇게 대역통과 필터(7)를 통과한 신호는 제어및 연산부(4)의 제어에 따라 가변이득증폭기(8)에서 시간에 따라 가변되면서 증폭되며, 이후 검파기(9)를 통해 신호가 검파된다.

또한, 상기 검파기(9)에서 검파된 신호는 저역 통과 필터(10)를 통해 고주파의 잡음신호가 제거된다.

그리고 저역통과 필터(10)를 통과한 신호는 최종적으로 검출된 신호로 거리 계산용 신호로 된다.

또한, 비교기(11)에서는 저역통과 필터(10)를 통과한 거리측정 신호를 비교신호 발생부(12)에서 발생되는 비교신호와 비교하여 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 제어및 연산부(4)로 보낸다.

또한, 제어및 연산부(4)에서는 가변이득 증폭기(8)의 신호를 입력받아서 비교신호 발생기(12)의 신호와 비교하여 디지탈 신호화하여 주차수를 분석할 수 있도록 하여 준다.

그리고 비교신호 발생기(12)에서는 시간에 따라서 비교신호의 크기를 변화시키면서 비교기(11)에 기준전압을 공급하며, 제어및 연산부(4)는 초음파의 동작 주파수 및 음량, 가변이득 증폭기(18)의 이득, 비교신호 발생기(12)의 신호크기등을 제어하고, 표시부(5)를 통하여 현재상태를 표시해 준다.

도 2는 본 발명에 따른 동작흐름도로, 초음파센서(1)로부터 초음파 신호가 발생하면 잔향음 시간을 측정한다.

그리고 측정된 잔향음 시간이 최소설정시간보다 작은가를 판단하여 클 경우 다시 최대설정시간보다 큰가를 판단하여 작을 경우 카운터를 리셋한다.

또한, 상기 카운터가 1씩을 증가시키면서 카운트한 후 잡음 주파수를 측정한다.

그리고 측정된 잡음주파수가 동작주파수 영역밖인가를 판단하여 동작주파수 영역밖이 아니면 잡음레벨을 측정하고 또한 설정치이상인가를 판단하여 설정치이상이 아닐 때 카운터가 N인가를 판단한다.

만일, 카운터가 N이 아니면 정상으로 판단하고 카운터가 N이면 고장으로 판단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 기존에는 초음파 센서가 연결되지 않았는데도 연결된 신호선을 통하여 잡음신호가 유입되거나 또는 초음파 센서가 유입되어 있으면서도 센서자체나 표면의 이상이 있는 경우 고장검지가 되지 않았던 것을 , 본발명에서는 초음파센서의 잔향음은 물론 잡음신호까지도 검지및 분석하여 종래 검지하지 못했던 부분까지도 용이하게 검지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

초음파를 발생 시키고 발생된 초음파 신호를 수신하는 초음파센서(1)와, 제어및 연산부, 초음파 음량 조절부로 부터 발생되는 신호의 양에 따라서 초음파 센서를 구동시키는 초음파센서 구동부(2)와, 초음파의 세기를 조절하는 초음파 음량 조절부(3)와, 상기 초음파센서(1)로부터 발생되는 초음파의 주파수및 세기를 조정하는 제어및 연산부(4)와, 상기 제어및 연산부(4)로부터 신호를 받아서 계산된 거리를 표시해주는 표시부(5)와, 상기 초음파센서 구동부(2)에 의해서 발생된 초음파 신호가 물체로부터 반사되어 돌아오는 신호를 소정레벨로 증폭시키는 전치증폭기(6)와, 상기 전치 증폭기(6)에서 증폭된 각종신호중에서 초음파 센서(1)에서 발생된 신호만을 통과 시키고 그외의 신호는 제거하는 대역통과필터(7)와, 상기 대역통과 필터(7)에서 검출된 신호의 증폭율을 시간에 따라 가변해가면서 증폭시키는 가변이득증폭기(8)와, 상기 가변이득 증폭기(8)에서 증폭된 신호를 검파하는 검파기(9)와, 상기 검파기(9)에서 검파된 신호를 동작 초음파 신호가 충분히 통과할 수 있도록 고주파의 잡음신호를 제거하는 저역통과필터(10)와, 상기 저역통과 필터(10)를 통과한 거리측정 신호를 비교신호 발생부(12)에서 발생도는 신호와 비교하여 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 제어및 연산부(4)로 보내는 비교기(11)로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 거리측정 장치의 고정검지장치.
초음파센서로부터 초음파 신호가 발생하면 잔향음 시간을 측정하는 제 1단계와, 상기 측정된 잔향음 시간이 최소설정시간보다 크고 최대설정 시간보다 작으면 카운터를 리셋하는 제2단계와, 상기 카운터에 1씩을 증가시킨 후 잡음 주파수를 측정하는 제 3단계와, 동작주파수 영역내에서 잡음레벨을 측정하여 설정치이하이고 카운터가 N이 아닐 때에는 정상으로 판단하고 잡음레벨이 설정치이상이거나 설정치이하에서 카운터가 N이면 고장으로 판단하는 제 4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 초음파 거리측정 장치의 고장검지방법.