JPH01311290A - 超音波検出装置 - Google Patents
超音波検出装置Info
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- JPH01311290A JPH01311290A JP14051088A JP14051088A JPH01311290A JP H01311290 A JPH01311290 A JP H01311290A JP 14051088 A JP14051088 A JP 14051088A JP 14051088 A JP14051088 A JP 14051088A JP H01311290 A JPH01311290 A JP H01311290A
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 16
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- 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１
本発明は、超音波パルスを送出し、物体により反射され
た超音波を検出して、物体の有無及び対象物までの距離
を測定する超音波検出装置の改良に関するものである。
た超音波を検出して、物体の有無及び対象物までの距離
を測定する超音波検出装置の改良に関するものである。
従来、この種の装置としては、ある一定時間の超音波パ
ルスを送波用トランスジューサより送出し、物体によっ
て反射された反射波を受波用トランスジューサで受け、
受波用トランスジューサで受波した信号を一定の増幅度
を有する増幅器で増幅して、その信号が一定レベル以上
であったとき、物体の存在を検出するとともに、その反
射時間を利用して、物体までの距離を測定するものが知
られている。
ルスを送波用トランスジューサより送出し、物体によっ
て反射された反射波を受波用トランスジューサで受け、
受波用トランスジューサで受波した信号を一定の増幅度
を有する増幅器で増幅して、その信号が一定レベル以上
であったとき、物体の存在を検出するとともに、その反
射時間を利用して、物体までの距離を測定するものが知
られている。
［発明が解決しようとする課題］
従来のこの装置にあっては、装置から検出、測定する物
体までの距離が遠くなると、超音波のレベルは距離の二
乗に反比例するため、物体からの反射波レベルが小さく
なり、このため検出、測定する範囲が狭いという問題点
や、又ごく近距離の場合には送波にともなう電気的ノイ
ズや送波器トランスジューサから受渡用トランスジュー
サへの超音波の回り込み現象によって物体の検出、距離
の測定が困難であった（遠距離の物体を検出するために
、受波用トランスジューサの増幅度を上げて感度を上げ
ると、送波器こともなう電気的ノイズが発生したり、送
波器トランスジューサから受波用トランスジューサへの
超音波の回り込みが発生して、近距離における物体の検
出範囲が狭くなってしまう）６本発明は、遠距離番こ物
体がある場合には、減衰した反射波を増幅して物体の検
出を行い、物体検出距離を延ばせるとともに、近距離に
物体がある場合にも送波の際に生じる電気的ノイズや回
り込み現象の発生を抑制して、物体の検出を広範囲に行
える超音波検出装置を提供することを目的としている。
体までの距離が遠くなると、超音波のレベルは距離の二
乗に反比例するため、物体からの反射波レベルが小さく
なり、このため検出、測定する範囲が狭いという問題点
や、又ごく近距離の場合には送波にともなう電気的ノイ
ズや送波器トランスジューサから受渡用トランスジュー
サへの超音波の回り込み現象によって物体の検出、距離
の測定が困難であった（遠距離の物体を検出するために
、受波用トランスジューサの増幅度を上げて感度を上げ
ると、送波器こともなう電気的ノイズが発生したり、送
波器トランスジューサから受波用トランスジューサへの
超音波の回り込みが発生して、近距離における物体の検
出範囲が狭くなってしまう）６本発明は、遠距離番こ物
体がある場合には、減衰した反射波を増幅して物体の検
出を行い、物体検出距離を延ばせるとともに、近距離に
物体がある場合にも送波の際に生じる電気的ノイズや回
り込み現象の発生を抑制して、物体の検出を広範囲に行
える超音波検出装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明における超音波検出
装置は、基準信号を発振する発振器と、超音波パルスを
送出する送波器トランスジューサと、物体より反射され
た超音波を受波する受波用トランスジューサと、送波す
る超音波パルスあるいは受渡信号の調整、制御を行う制
御パルス発生器と、受波用トランスジューサが受けた受
波信号を増幅する増幅器と、超音波の送出および受波す
る時間に対応して増幅度を制御するタイム・ゲイン・コ
ントロール手段とを備えて成る超音波検出装置であって
、前記タイム・ゲイン・コントロール手段を、制御パル
ス発生器より加えられるパルス信号によって抵抗が変化
し、受波用トランスジューサが受波した受渡信号をコン
トロールするフォトＣｄＳ素子を組込んで構成されてい
る。
装置は、基準信号を発振する発振器と、超音波パルスを
送出する送波器トランスジューサと、物体より反射され
た超音波を受波する受波用トランスジューサと、送波す
る超音波パルスあるいは受渡信号の調整、制御を行う制
御パルス発生器と、受波用トランスジューサが受けた受
波信号を増幅する増幅器と、超音波の送出および受波す
る時間に対応して増幅度を制御するタイム・ゲイン・コ
ントロール手段とを備えて成る超音波検出装置であって
、前記タイム・ゲイン・コントロール手段を、制御パル
ス発生器より加えられるパルス信号によって抵抗が変化
し、受波用トランスジューサが受波した受渡信号をコン
トロールするフォトＣｄＳ素子を組込んで構成されてい
る。
〔作 用］
タイム・ゲイン・コントロール手段は、近距離から遠距
離まで広い範囲に存在する物体を検出するために、送波
時には増幅度を下げ、時間の経過と共に連続的に増幅度
を上げ、送波の際に生じる電気的ノイズや回り込み現象
の発生を抑制する。
離まで広い範囲に存在する物体を検出するために、送波
時には増幅度を下げ、時間の経過と共に連続的に増幅度
を上げ、送波の際に生じる電気的ノイズや回り込み現象
の発生を抑制する。
〔実施例Ｊ
（実施例の構成）
第１図は本発明に係る超音波検出装置の一実施例の全体
構成を示すブロック図である１本図において、１は発振
器であり、超音波の基準となる一定周波数の基準信号ａ
を発振する。２は送波回路であり、超音波トランジュー
サ３に送波信号を出力する。３は送波器トランジューサ
、５は受波用トランスジューサであり、それぞれ超音波
を送波、受波する。４は制御パルス発生器であり、送波
する超音波パルスあるいは受波信号の調整、制御を行う
、６は受波用超音波トランスジューサ５で受けた受波信
号を増幅する増幅器、７は時間の経過とともに増幅度を
変えなから受波信号を増幅するタイム・ゲイン・コント
ロール手段、８は増幅された受波信号を整流する整流器
、９は一定の値以上の入力があると、それをパルスとし
て出力する警報出力手段である。
構成を示すブロック図である１本図において、１は発振
器であり、超音波の基準となる一定周波数の基準信号ａ
を発振する。２は送波回路であり、超音波トランジュー
サ３に送波信号を出力する。３は送波器トランジューサ
、５は受波用トランスジューサであり、それぞれ超音波
を送波、受波する。４は制御パルス発生器であり、送波
する超音波パルスあるいは受波信号の調整、制御を行う
、６は受波用超音波トランスジューサ５で受けた受波信
号を増幅する増幅器、７は時間の経過とともに増幅度を
変えなから受波信号を増幅するタイム・ゲイン・コント
ロール手段、８は増幅された受波信号を整流する整流器
、９は一定の値以上の入力があると、それをパルスとし
て出力する警報出力手段である。
（実施例の動作）
次に本実施例の動作について、第１図のブロック図及び
第２図の各ブロックにおける入出力信号のタイムチャー
トを参照しつつ説明する。
第２図の各ブロックにおける入出力信号のタイムチャー
トを参照しつつ説明する。
発振器１から基準信号ａが発振されると、この基準信号
ａは送波回路２と制御パルス発生器４に供給される。制
御パルス発生器４は基準信号ａを受けて、送波回路２へ
周期Ｔ１、パルス幅τ、 （０，５〜２．０ ｓｅｃ
）のパルスを出力する、送波回路２は発振器ｌよりの
基準信号ａと制御パルス発生器４よりのパルス信号すと
を受けて、送波用トランスジューサ３にパルス信号Ｃを
出力する。送波用トランスジューサ３が対象とする場に
超音波を発すると、場において本装置より比較的遠い地
点にある物体上と、比較的近くにある物体上で超音波パ
ルスは反射し、二つの反射波の一部はもう一方の受波用
トランスジューサ５に到達する。
ａは送波回路２と制御パルス発生器４に供給される。制
御パルス発生器４は基準信号ａを受けて、送波回路２へ
周期Ｔ１、パルス幅τ、 （０，５〜２．０ ｓｅｃ
）のパルスを出力する、送波回路２は発振器ｌよりの
基準信号ａと制御パルス発生器４よりのパルス信号すと
を受けて、送波用トランスジューサ３にパルス信号Ｃを
出力する。送波用トランスジューサ３が対象とする場に
超音波を発すると、場において本装置より比較的遠い地
点にある物体上と、比較的近くにある物体上で超音波パ
ルスは反射し、二つの反射波の一部はもう一方の受波用
トランスジューサ５に到達する。
受渡用トランスジューサ５が反射波を受けると、当該受
波信号は増幅器６で増幅され、受波信号ｄをタイム・ゲ
イン・コントロール手段７へ出力する。第２図に示す受
渡信号ｄのうち、■は送波信号の電気的ノイズによるも
の、■は送波用トランスジューサ３から受波用トランス
ジューサ５へ直接回り込んだものであって、いわゆるノ
イズである。■は場の比較的近い地点にある物体からの
反射波によるもの、■は場の比較的遠い地点にある物体
からの反射波によるものを示している。
波信号は増幅器６で増幅され、受波信号ｄをタイム・ゲ
イン・コントロール手段７へ出力する。第２図に示す受
渡信号ｄのうち、■は送波信号の電気的ノイズによるも
の、■は送波用トランスジューサ３から受波用トランス
ジューサ５へ直接回り込んだものであって、いわゆるノ
イズである。■は場の比較的近い地点にある物体からの
反射波によるもの、■は場の比較的遠い地点にある物体
からの反射波によるものを示している。
又、制御パルス発生器４は、送波回路２に周期Ｔ１、パ
ルス幅１：１のパルスを出力した直後、すなわち、パル
ス幅τ１のパルスの立ち下がりと同時に、パルス幅て３
０周期Ｔ、のパルス信号ｅが立ち下がるように、タイム
・ゲイン・コントロール手段７に出力する。
ルス幅１：１のパルスを出力した直後、すなわち、パル
ス幅τ１のパルスの立ち下がりと同時に、パルス幅て３
０周期Ｔ、のパルス信号ｅが立ち下がるように、タイム
・ゲイン・コントロール手段７に出力する。
タイム・ゲイン・コントロール手段７はパルス信号ｅの
入力がハイレベルであると、第４図のタイム・ゲイン・
コントロール回路におけるトランジスタ２１がＯＮにな
りコンデンサＣ１はチャージされる。パルス信号ｅがロ
ウレベルになるとトランジスタ２１はＯＦＦになり、コ
ンデンサＣＩはチャージされた電荷は抵抗Ｒ３を通じて
１時定数Ｃ，Ｒ，で放電され、フォトＣｄＳ素子ｌＯの
発光ダイオードに流れる。フォトＣｄＳ素子のｌＯの抵
抗Ｒ２と発光ダイオードに流れる電流■、との関係を第
３図に示す、電流■、の増加にともない抵抗Ｒ１は漸次
減少してい（、シたがって、制御パルス発生器４よりパ
ルス信号ｅが入力すると、超音波パルスが場に発射され
るまではタイム・ゲイン・コントロール手段７のパルス
信号ｅはハイレベルの状態にあるので、トランジスタ２
１はＯＮの状態にあり、ｆｌｔ流Ｉ、は流れない、しか
し、超音波パルスが場に発射されるとパルス信号ｅはロ
ーレベルになる。よって、コンデンサＣ１に蓄えられた
電荷の放電が始まりＣ，Ｒ，の時定数に応じて、■、は
放電当初大量に流れ、次第に減衰していく、抵抗Ｒｆは
当初率さい値を取り次第に大きくなってい＜、シたがっ
て、ＯＰアンプ２２による増幅度もこれに従って、放電
当初は小さく、連続的に次第に大きくなる（第２図にお
けるタイムチャートｇの曲線ＡＩ照。
入力がハイレベルであると、第４図のタイム・ゲイン・
コントロール回路におけるトランジスタ２１がＯＮにな
りコンデンサＣ１はチャージされる。パルス信号ｅがロ
ウレベルになるとトランジスタ２１はＯＦＦになり、コ
ンデンサＣＩはチャージされた電荷は抵抗Ｒ３を通じて
１時定数Ｃ，Ｒ，で放電され、フォトＣｄＳ素子ｌＯの
発光ダイオードに流れる。フォトＣｄＳ素子のｌＯの抵
抗Ｒ２と発光ダイオードに流れる電流■、との関係を第
３図に示す、電流■、の増加にともない抵抗Ｒ１は漸次
減少してい（、シたがって、制御パルス発生器４よりパ
ルス信号ｅが入力すると、超音波パルスが場に発射され
るまではタイム・ゲイン・コントロール手段７のパルス
信号ｅはハイレベルの状態にあるので、トランジスタ２
１はＯＮの状態にあり、ｆｌｔ流Ｉ、は流れない、しか
し、超音波パルスが場に発射されるとパルス信号ｅはロ
ーレベルになる。よって、コンデンサＣ１に蓄えられた
電荷の放電が始まりＣ，Ｒ，の時定数に応じて、■、は
放電当初大量に流れ、次第に減衰していく、抵抗Ｒｆは
当初率さい値を取り次第に大きくなってい＜、シたがっ
て、ＯＰアンプ２２による増幅度もこれに従って、放電
当初は小さく、連続的に次第に大きくなる（第２図にお
けるタイムチャートｇの曲線ＡＩ照。
Ａ、ＢはＡ：本発明の増幅度を示す曲線、Ｂ；従来技術
の増幅度レベルを示す）、この増幅度の変化は、はぼ受
波超音波の減衰に近似したものになる。したがって、タ
イム・ゲイン・コントロール手段７に入力される受波信
号ｄは、雑音である■、■での増幅度は小さ（、反射波
である■、■での増幅度は大きい。
の増幅度レベルを示す）、この増幅度の変化は、はぼ受
波超音波の減衰に近似したものになる。したがって、タ
イム・ゲイン・コントロール手段７に入力される受波信
号ｄは、雑音である■、■での増幅度は小さ（、反射波
である■、■での増幅度は大きい。
タイム・ゲイン・コントロール手段７は信号りを整流器
８へ出力する。整流器８は信号りを半波整流して、信号
ｉを警報出力手段９へ出力する。警報出力手段９はあら
かじめ定めた警報レベルを設けてあり、これを越える信
号に対しては、警報のパルス信号ｊを出力する。
８へ出力する。整流器８は信号りを半波整流して、信号
ｉを警報出力手段９へ出力する。警報出力手段９はあら
かじめ定めた警報レベルを設けてあり、これを越える信
号に対しては、警報のパルス信号ｊを出力する。
本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。
下に記載されるような効果を奏する。
受波信号処理用のタイム・ゲイン・コントロール手段に
フォトＣｄＳ素子を使用したため、送波信号の電気的ノ
イズや送波用トランスジューサから受波用トランスジュ
ーサへの超音波の回り込み現象によるノイズを抑制でき
、近距離にある物体検出を正確かつ確実に行える。そし
て送波の際、近距離における感度を上げずに、遠距離の
物体に対して感度を上げることができ、遠距離にある物
体を感度層（検出することが可能である。
フォトＣｄＳ素子を使用したため、送波信号の電気的ノ
イズや送波用トランスジューサから受波用トランスジュ
ーサへの超音波の回り込み現象によるノイズを抑制でき
、近距離にある物体検出を正確かつ確実に行える。そし
て送波の際、近距離における感度を上げずに、遠距離の
物体に対して感度を上げることができ、遠距離にある物
体を感度層（検出することが可能である。
また、タイム・ゲイン・コントロール手段にフォトＣｄ
Ｓ素子の入力として、コンデンサにチャージした電荷の
放電電流を使用したことにより、簡単な構成で連続的に
増幅度を上げることができる。
Ｓ素子の入力として、コンデンサにチャージした電荷の
放電電流を使用したことにより、簡単な構成で連続的に
増幅度を上げることができる。
更に放電特性を定めるコンデンサＣと抵抗Ｒどの時定数
を変化させることで、はぼ二次曲線に近似した増幅曲線
が得られるので、受ける反射波に適した増幅曲線を容易
に設定することができ、超音波が距離の二乗に比例して
減衰することによる影響を少なくすることができる。
を変化させることで、はぼ二次曲線に近似した増幅曲線
が得られるので、受ける反射波に適した増幅曲線を容易
に設定することができ、超音波が距離の二乗に比例して
減衰することによる影響を少なくすることができる。
第１図は超音波検出装置の全体構成を示すブロック図、
第２図は各ブロックの入出力信号のタイムチャート、第
３図はフォトＣｄＳ素子の電流−抵抗特性、第４図はタ
イム・ゲイン・コントロール回路を示す。 ｌ・・・・・・発振器 ２・・・・・・送波回路
３・・・・・・送波用超音波トランスジューサ４・・・
・・・制御パルス発生器 ５・・・・・・受波用超音波トランスジューサ６・・・
・・・増幅器 ７・・・・・・タイム・ゲイン・コントロール手段８・
・・・・・整流器 ９・・・・・・警報出力手段
特許出願人 綜合警備保障株式会社
第２図は各ブロックの入出力信号のタイムチャート、第
３図はフォトＣｄＳ素子の電流−抵抗特性、第４図はタ
イム・ゲイン・コントロール回路を示す。 ｌ・・・・・・発振器 ２・・・・・・送波回路
３・・・・・・送波用超音波トランスジューサ４・・・
・・・制御パルス発生器 ５・・・・・・受波用超音波トランスジューサ６・・・
・・・増幅器 ７・・・・・・タイム・ゲイン・コントロール手段８・
・・・・・整流器 ９・・・・・・警報出力手段
特許出願人 綜合警備保障株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基準信号を発振する発振器（１）と、超音波パルス
を送出する送波用トランスジューサ（３）と、物体より
反射された超音波を受波する受波用トランスジューサ（
５）と、送波する超音波パルスあるいは受波信号の調整
、制御を行う制御パルス発生器（４）と、受波用トラン
スジューサ（５）が受けた受波信号を増幅する増幅器（
６）と、超音波の送出および受波する時間に対応して増
幅度を制御するタイム・ゲイン・コントロール手段（７
）とを備えて成る超音波検出装置であって、 前記タイム・ゲイン・コントロール手段（７）が、制御
パルス発生器（４）より加えられるパルス信号によって
抵抗が変化し、受波用トランスジューサ（５）が受波し
た受波信号をコントロールするフォトＣｄＳ素子（１０
）を組込んで構成されている超音波検出装置。 ２、フォトＣｄＳ素子の入力として、コンデンサにチャ
ージされた電荷の放電電流を使用し、この放電電流をフ
ォトＣｄＳ素子を構成する発光ダイオードに通電し、タ
イム・ゲイン・コントロール手段が、その電流によって
変化するフォトＣｄＳ素子の抵抗変化を利用している請
求項１記載の超音波検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140510A JP2686963B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 超音波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140510A JP2686963B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 超音波検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311290A true JPH01311290A (ja) | 1989-12-15 |
| JP2686963B2 JP2686963B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=15270327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63140510A Expired - Fee Related JP2686963B2 (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 超音波検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686963B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08338715A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Mitsubishi Chem Corp | 超音波を利用した肉厚測定方法 |
| CN113777595A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-10 | 天津理工大学 | 一种超声波接收电路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5189163A (en) * | 1975-02-03 | 1976-08-04 | Choonpasuitsuchino jushinsochi | |
| JPS57101775A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nippon Soken Inc | Ultrasonic distance detector |
-
1988
- 1988-06-09 JP JP63140510A patent/JP2686963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5189163A (en) * | 1975-02-03 | 1976-08-04 | Choonpasuitsuchino jushinsochi | |
| JPS57101775A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nippon Soken Inc | Ultrasonic distance detector |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08338715A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Mitsubishi Chem Corp | 超音波を利用した肉厚測定方法 |
| CN113777595A (zh) * | 2021-09-14 | 2021-12-10 | 天津理工大学 | 一种超声波接收电路 |
| CN113777595B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-08-11 | 天津理工大学 | 一种超声波接收电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2686963B2 (ja) | 1997-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |