JPH04291124A

JPH04291124A - 超音波送受波装置

Info

Publication number: JPH04291124A
Application number: JP8197191A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kashiwase; 柏瀬　裕
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JP3100068B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物に超音波を伝
搬させてその伝搬時間などを測定する超音波送受波装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超音波式距離計や超音波式流量
計などの超音波式の計測器は、超音波送波器から所定周
波数の超音波を出力し、その反射波或いは透過波を捕捉
して電気信号に変換し、この捕捉された受信情報に基づ
いてその伝搬時間などを算定するように構成されている
。図１１に、この種の超音波式の計測器の一つである超
音波送受波装置の従来例を示す。

【０００３】この図１１に示す従来例は、予め内蔵され
ているタイマによって所定のタイミング毎にパルス波を
発生し出力するパルス発振回路１０１と、このパルス発
振回路１０１によって駆動される超音波送波器１０２と
、この超音波送波器１０２から出力される超音波を被測
定物Ｓを介して受信する超音波受波器１０３とを備えて
いる。この超音波受波器１０３で受信された超音波信号
は、電気信号に変換されたのち増幅器１０４で増幅され
て伝搬時間算定手段１０６に送られる。そして、この伝
搬時間算定手段１０６では、増幅器１０４からの受信信
号とパルス発振回路１０１のタイマからのタイミングパ
ルスとから伝搬時間が算定されるようになっている。

【０００４】図１２に、前述した伝搬時間算定手段１０
６の具体例を示す。この伝搬時間算定手段１０６は、パ
ルス発振回路１０１のタイマからのタイミングパルスに
よりトリガされて一定の周期の方形波パルスである書き
込みパルス及び読み出しパルスを発生するタイミング制
御回路１１０と、増幅器１０４からの受信信号を波形デ
ータとして入力しディジタル値に変換し出力するＡ／Ｄ
変換回路１１１と、このＡ／Ｄ変換回路１１１から出力
される波形データを，所定のアドレスに対して書き込み
パルスで格納すると共に読み出しパルスで読み出し出力
する波形記憶部１１２と、この波形記憶部１１２から出
力される波形データより伝搬時間を検出し出力する伝搬
時間算定出力部１１３とを備えている。

【０００５】伝搬時間算定出力部１１３は、波形記憶部
１１２から出力される波形データより受信信号のゼロク
ロス点を検出すると共に，そのゼロクロス点に対応した
アドレスを出力するゼロクロス点アドレス検出部１１４
と、このゼロクロス点アドレス検出部１１４から出力さ
れるアドレスに基づいて伝搬時間を算定する伝搬時間演
算部１１７とを備えている。図１３に、タイミングパル
ス，受信信号及びスレショルドレベルＴｈなどの関係を
示す。

【０００６】そして、前述した図１２に示す従来例では
、まず、タイミング制御回路１１０に図１１のパルス発
振回路１０１からの出力パルスがタイミングパルスとし
て入力され、このタイミングパルスによりトリガされて
一定の周期の方形波パルスが書き込みパルスとしてタイ
ミング制御回路１１０から出力される。一方、Ａ／Ｄ変
換回路１１１は、送られて来る波形データが書き込みパ
ルスに応じてサンプリングされてディジタル値に変換さ
れ、波形記憶部１１２に出力される。波形記憶部１１２
に出力されたディジタル値は、波形記憶部１１２では書
き込みパルスに応じて低いアドレスから順次格納される
。

【０００７】必要なすべてのディジタル値が格納される
と、タイミング制御回路１１０から読み出しパルスが出
力されるようになっている。この読み出しパルスにより
、波形記憶部１１２に格納されたディジタル値は、書き
込まれた順序と同じ順序で読み出され、ゼロクロス点ア
ドレス検出部１１４に送られる。

【０００８】ゼロクロス点アドレス検出部１１４では、
予め決められたスレショルドレベルＴｈ　に基づいて波
形データの内の所定レベルの波形を検出し、その検出時
点よりあとに出力されたディジタル値の中で最初に極性
が正から負へ変わるディジタル値を検出し、これをゼロ
クロス点（受信超音波の受信のタイミングを示す情報）
として出力する。

【０００９】そして、これを受けた伝搬時間演算部１１
７では、ゼロクロス点アドレス検出回路部１１４で特定
されたゼロクロス点（受信超音波の受信のタイミングを
示す情報）に基づいて受信超音波の伝搬時間が算定され
るようになっている。図１３に、タイミングパルスＰｏ
　，受信超音波信号Ａ，Ｂ，Ｃ，スレショルドレベルＴ
ｈ　などの関係を示す。この図１３において、時間ｔｏ
　を検出しているのは、真の受信信号の立ち上がり時間
ｔＳ　の部分の受信信号がノイズに埋もれていて、正確
な受信信号立ち上がりを検出するのが困難であることか
ら、検出の確実な第１のゼロクロス点ｔｏ　をもって受
信時間ｔｏ　としている。また、場合によっては、第２
，第３のゼロクロス点を検出し、それをもとにｔＳ　と
ｔｏ　の誤差，即ち「ｔＳ　−ｔｏ　」で補正し、受信
信号立ち上がり時間ｔＳ　を求めることにより、被測定
物Ｓ内の超音波伝搬時間の測定がなされる場合もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来例にあっては、受信信号の受信レベルの変動がある
と、同じ被測定物であっても、前述した時間ｔｏ　が誤
って検出されてしまうという問題点がある。図１３の上
から３番目の波形Ｂに示すように、受信信号の受信レベ
ルが低下した場合は、時間ｔｏ　は遅れた時間を検出す
ることになる。また、同図（図１３）の上から４番目の
波形Ｃに示すように受信信号の受信レベルが増加した場
合は、時間ｔｏ　は早まった時間を検出することになる
。このように、時間ｔｏ　がずれて検出されるので、被
測定物Ｓ内の超音波伝搬時間に測定誤差を生じてしまう
という不都合があった。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、受信信号の受信レベルの変動があっても、超
音波伝搬時間に測定誤差を生じることのない超音波送受
波装置を提供することを、その目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、超音波送波
器および超音波受波器を有し、前記超音波送波器の出力
タイミングに基づいて前記超音波受波器で受信される超
音波の伝搬時間を算定する伝搬時間算定手段を備えてい
る。そして、この伝搬時間算定手段が、超音波受波器で
受信される超音波の波形信号を所定のタイミングで順次
記憶する波形記憶部と、この波形記憶部から出力される
波形データの内，所定のスレショルドレベルを最初に越
える部分の波形データに基づいてゼロクロス点を検出す
るゼロクロス位置検出部と、このゼロクロス位置検出部
の出力および前記超音波受波器の出力タイミングとに基
づいて受信超音波の伝搬時間を算定する伝搬時間演算部
とを有している。更に、前述したゼロクロス位置検出部
には、超音波受波器で受信される超音波の波形信号の振
幅を所定レベルに補正する振幅補正部が併設される、等
の構成をとっている。これによって前述した目的を達成
しようとするものである。

【００１３】

【作用】受信信号のレベルの変動があって受信信号の振
幅が変動しても、直ちに振幅補正部１５が機能して最大
値を基準として該最大値を含む波形データ全体がスレシ
ョルドレベルに対して常に一定の割合になるように補正
がなされる。このため、受信信号のレベルの変動がない
場合と同じ波形になり、予め定められた一定のスレショ
ルドレベルでも、ゼロクロス点がずれる事が無い。この
ため、伝搬時間演算部１４では、受信超音波の伝搬時間
ｔｏ　が常に高精度に算定される。受信信号の最大値の
レベル変動に応じてスレショルドレベルを変化させても
同様である。

【００１４】

【第１実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし
図３に基づいて説明する。ここで、前述した従来例と同
一のものについては同一の符号を用いることとする。

【００１５】まず、図３に、本実施例における超音波送
受波装置の全体的構成を示す。この図３に示す実施例は
、前述した従来例と同様に、パルス発振回路１０１と、
このパルス発振回路１０１によって駆動される超音波送
波器１０２と、この超音波送波器１０２から出力される
超音波を被測定物Ｓを介して受信する超音波受波器１０
３とを備えている。この超音波受波器１０３で受信され
た超音波信号は、電気信号に変換されたのち増幅器１０
４で増幅されて伝搬時間算定手段１０に送られる。そして、この伝搬時間算定手段１０では、増幅器１０４
からの受信信号とパルス発振回路１０１のタイマからの
タイミングパルスとから受信超音波の伝搬時間が算定さ
れるようになっている。

【００１６】図１に、伝搬時間算定手段１０の具体例を
示す。この図１に示す伝搬時間算定手段１０は、前述し
た従来例の場合と同一に機能するタイミング制御回路１
１０とＡ／Ｄ変換回路１１１とを備えている。そして、
Ａ／Ｄ変換回路１１１から出力される波形データを，所
定のアドレスに対して書き込みパルスで格納すると共に
読み出しパルスで読み出し出力する波形記憶部１１と、
この波形記憶部１１から出力される波形データより伝搬
時間を算定し出力する伝搬時間算定出力部１２とを備え
た構成となっている。

【００１７】この内、波形記憶部１１に送り込まれる波
形データのデジタル値は、当該波形記憶部１１では、書
き込みパルスに応じて低いアドレスから順次格納される
。このため、この波形記憶部１１においては、時系列に
対応した所定のアドレスに、受信超音波信号の振幅値に
対応するデジタルデータとなって波形データが格納され
ている。

【００１８】伝搬時間算定出力部１２は、波形記憶部１
１から出力される波形データの内，予め設定された所定
のスレショルドレベルを最初に越える部分の波形データ
に基づいてゼロクロス点を検出するゼロクロス位置検出
部１３と、このゼロクロス位置検出部１３の出力および
超音波送波器１０２の出力タイミング（パルス発振回路
１０１の出力に同期）とに基づいて受信超音波の伝搬時
間を算定する伝搬時間演算部１４とを有している。更に
、ゼロクロス位置検出部１３には、超音波受波器１０３
で受信される超音波の波形信号の振幅を所定レベルに補
正する振幅補正部１５が併設されている。

【００１９】この内、ゼロクロス位置検出部１３は、ゼ
ロクロス点検出回路１３Ａと，ラッチ回路１３Ｂとを備
えている。ゼロクロス点検出回路１３Ａは、波形記憶部
１１から出力される波形データの内，予め設定された所
定のスレショルドレベルを最初に越える部分の波形デー
タを捕らえてその極性が正から負に変わるタイミングを
検出すると共に，これをゼロクロス点を示す情報として
幅の短いパルスを出力する機能を備えている。ラッチ回
路１３Ｂでは、ゼロクロス点検出回路１３Ａからのパル
スにトリガされてそのパルスが出力された時のディジタ
ル値が格納された波形記憶部１０のアドレスを保持する
ように機能する。この波形データの内のゼロクロス点の
アドレスデータは、伝搬時間演算部１４に出力される。ラッチ回路１３Ｂで保持されたアドレスは、時間ｔｏ　
（図１３の波形Ａ参照）に対応するものになっている。

【００２０】振幅補正部１５は、最大値検出回路１５Ａ
と，振幅補正回路１５Ｂとを備えている。最大値検出回
路１５Ａは、Ａ／Ｄ変換回路１１１から出力される波形
データの内の最大値を検出し出力する機能を備えている
。また、振幅補正回路１５Ｂは、最大値検出回路１５Ａ
から出力される波形データの内の最大値が基準レベルの
何％に相当するかを調べ、その割合で波形記憶部１０に
記載されている最大値を含めた全データを補正し、これ
を順次ゼロクロス点検出回路１３Ａへ送り出す機能を備
えている。この振幅補正回路１５Ｂの出力は、受信信号
の振幅が変動しても、常にディジタル値に変換された受
信信号の最大値が一定になるように補正がなされている
。

【００２１】伝搬時間演算部１４は、ラッチ回路１３Ｂ
で保持されたアドレスと書き込みパルスの周期とから、
伝搬時間ｔｏ　を「（伝搬時間）＝（アドレス）×（書
き込みパルスの周期）」として算定し出力する機能を有
している。その他の構成は、前述した従来例と同一にな
っている。

【００２２】次に、この伝搬時間算定出力部１２の動作
について説明する。まず、タイミング制御回路１１０に
、パルス発振回路１０１のタイマからのタイミングパル
スが入力され、このタイミングパルスによりトリガされ
て一定の周期の方形波パルスである書き込みパルスが発
生する。　　一方、　　受信された超音波信号は、Ａ／
Ｄ変換回路１１１で、書き込みパルスに応じたサンプリ
ングされディジタル値に変換されて、波形記憶部１１及
び最大値検出回路１５Ａに出力される。

【００２３】最大値検出回路１５Ａでは、書き込みパル
スに応じてＡ／Ｄ変換回路１１１から出力される波形デ
ータのディジタル値を順次入力し、そのディジタル値と
内部に保持しているディジタル値とを比較し、大きい方
を保持する。そして、所定の時間経過後、Ａ／Ｄ変換回
路１１１からのディジタル値のなかの最大値ｎｍａｘ　
を保持することとなり、この最大値ｎｍａｘ　を振幅補
正回路１５Ｂに出力する。

【００２４】波形記憶部１１に出力されたディジタル値
は、前述した従来例と同様に、波形記憶部１１で、書き
込みパルスに応じて低いアドレスから順次格納される。また、波形記憶部１１に格納されたディジタル値は、読
み出しパルスにより、書き込まれた順序と同じ順序で読
み出され、振幅補正回路１５Ｂに送られる。図２に、書
き込み，読み出しの各タイミングチャートを示す。

【００２５】振幅補正回路１５Ｂで補正された波形デー
タは、ゼロクロス位置検出部１３でゼロクロス位置（ア
ドレス）が特定され、伝搬時間演算部１４へ送られる。伝搬時間演算部１４では、ラッチ回路１３Ｂで保持され
たアドレスと書き込みパルスの周期とから受信超音波の
伝搬時間ｔｏ　が算出され、出力される。

【００２６】この場合、前述した図１３に示したように
受信信号のレベルの変動により受信信号の振幅が変動し
ても、直ちに振幅補正部１５が機能して最大値が常に一
定になるように全体的に補正がなされる。このため、受
信信号のレベルの変動がない場合と同じ波形になり、予
め定められた一定のスレショルドレベルでも、ゼロクロ
ス点がずれる事が無い。このため、伝搬時間演算部１４
では、受信超音波の伝搬時間ｔｏ　が常に安定した状態
で高精度に算定される。

【００２７】このように、受信信号のレベル変動により
、受信信号の振幅が変動しても、常に最大値が一定にな
るように補正しているので、同一のスレショルドレベル
Ｔｈで正確な測定がなされている。

【００２８】

【第２実施例】本発明の第２の実施例を図４に基づいて
説明する。ここで、前述した第１実施例と同一のものに
ついては同一の符号を用いることとする。

【００２９】この第２実施例における超音波送受波装置
は、前述した第１実施例と同様に、超音波送波器１０２
および超音波受波器１０３を有している。また、超音波
送波器１０２の出力タイミングに基づいて超音波受波器
１０３で受信される超音波の伝搬時間を算定する伝搬時
間算定手段２０を備えている。そして、この伝搬時間算
定手段２０が、超音波受波器１０３で受信される超音波
の波形信号を所定のタイミングで順次記憶する波形記憶
部１１と、この波形記憶部１１から出力される波形デー
タの内，所定のスレショルドレベルを最初に越える部分
の波形データに基づいてゼロクロス点を検出するゼロク
ロス位置検出部１３と、このゼロクロス位置検出部１３
の出力および超音波受波器１０３の出力タイミングとに
基づいて受信超音波の伝搬時間を算定する伝搬時間演算
部１４とを有している。

【００３０】ゼロクロス位置検出部１３には、更に、超
音波受波器１０３で受信される超音波の波形信号の最大
振幅の大小に応じてスレショルドレベルを可変設定する
スレショルドレベル可変設定部２５が併設されている。このスレショルドレベル可変設定部２５は、波形記憶部
１１に格納される波形データの内の最大値を検出する最
大値検出回路２５Ａと、この最大値検出回路２５Ａで特
定される波形データの最大値に対応してゼロクロス位置
検出部１３のスレショルドレベルを所定の割合に可変設
定するスレショルドレベル可変設定回路２５Ｂとを備え
ている。その他の構成は、前述した第１実施例と同一に
なっている。

【００３１】この図４に示す第２実施例においては、前
述した第１実施例における振幅補正部１５の振幅補正回
路１５Ｂに代えてスレショルドレベル可変設定回路２５
Ｂを装備した点に特徴を有している。このスレショルド
レベル可変設定回路２５Ｂは、最大値検出回路２５Ａで
特定される波形データの最大値に対し、そのスレショル
ドレベルＴｈ　が相対的に一定になるようにしたもので
ある。このため、受信される超音波信号の信号レベルが
変動しても、これら受信感度の変化に影響を受けること
なく、常に同一条件で受信信号の波形データよりゼロク
ロス位置検出用の波形を特定することができる。

【００３２】このため、この図４に示す第２実施例にお
いても、前述した第１実施例と同様にゼロクロス点のず
れが無くなり、従って、受信される超音波の伝搬時間ｔ
ｏ　を正確に算定することが出来る。

【００３３】

【第３実施例】次に、本発明の第３実施例を図５ないし
図９に基づいて説明する。この第３実施例では、図５な
いし図９に示すように、波形記憶部１１から出力される
波形データをマイクロコンピュータ３０（図５参照）に
よって信号処理し、受信超音波の伝搬時間を算定するよ
うにした点に特徴を有している。図６乃至図９にそのフ
ローチャートを示す。

【００３４】この図５に示すマイクロコンピュータ３０
は、前述した各実施例における伝搬時間算定出力部と同
等に機能する部分を含んでおり、本実施例ではこれを作
動させるためのプログラムを格納したメモリと，そのメ
モリに格納されたプログラムにより種々の処理を行なう
演算処理部（ＣＰＵ）と，このＣＰＵにより外部と信号
をやり取りするインターフェイス素子とを含んで構成さ
れたワンチップマイコンが使用されている。

【００３５】マイクロコンピュータ３０のメモリに格納
されたプログラムは、さらに、起動時の初期設定を行な
う起動プログラム部や、瞬停時において種々のデータを
待避させる瞬停対策プログラム部や、外部とデータをや
り取りするインターフェイスプログラム部等を含んで構
成されている。

【００３６】マイクロコンピュータ３０における伝搬時
間算定出力部として動作をさせるプログラム部は、最大
値検出部として，図６に示すように、波形記憶部１１に
格納されたディジタル値の最大値ｎｍａｘ　を検出する
最大値検出サブプログラム３１と、振幅補正された波形
データのゼロクロス点を検出するゼロクロス位置検出部
として，図６及び図８に示すような最大値ｎｍａｘ　に
対し相対的に補正され波形記憶部１１に格納されたＡ／
Ｄ変換回路１１１からのディジタル値，及びスレショル
ドレベルによってゼロクロス点に対応するアドレスを検
出するゼロクロス位置検出サブプログラム３２と、伝搬
時間演算部として，補正された波形を対象としたゼロク
ロス位置検出サブプログラム３２の検出結果から「（伝
搬時間）＝（アドレス）×（書き込みパルスの周期）」
によって伝搬時間を算出する伝搬時間演算サブプログラ
ム３３とで構成されている。

【００３７】次に、この伝搬時間算定出力部として機能
する部分を含む第３実施例は、Ａ／Ｄ変換回路１１１か
らのディジタル値が波形記憶部１１に格納されるまでは
、前述した従来例と同じ動作をする。所定の時間経過後
、必要なすべてのディジタル値が波形記憶部１１に格納
されると、タイミング制御回路１１０から読み出しパル
スが発生する。読み出しパルスにより、マイクロコンピ
ュータ３０は、前述した伝搬時間算定出力部として動作
させるプログラム部に従った動作を始める。

【００３８】マイクロコンピュータ３０は、最大値検出
サブプログラム３１に従った動作により、まず、波形記
憶部１１に格納されたディジタル値を読み出し、その最
大値ｎｍａｘ　を検出する。

【００３９】次に、マイクロコンピュータ３０は、ゼロ
クロス位置検出サブプログラム３２に従った動作を開始
する。そして、図６に示す動作により波形記憶部１１に
格納されたディジタル値を読み出し、最大値ｎｍａｘ　
から波形記憶部１１から読み出されたディジタル値の最
大値がｎｏ　になるようにすべての波形記憶部１１に格
納されたディジタル値を変換し、当該波形記憶部１１に
再び格納する。

【００４０】波形記憶部１１にディジタル値を格納した
後、マイクロコンピュータ３０は、図９に示す動作によ
り、波形記憶部１１のディジタル値を再び読み出すと共
に当該波形記憶部１１から読み出されたディジタル値か
ら予め決められたスレショルドレベルＴｈ　より大きい
ディジタル値を検出し、その検出時点よりあとに出力さ
れたディジタル値の中で最初に極性が正から負へ変化す
るディジタル値のアドレスを検出する。

【００４１】そして、このアドレスを検出した後、伝搬
時間演算サブプログラム３３に従った動作を開始し、「
（伝搬時間）＝（アドレス）×（書き込みパルスの周期
）」で伝搬時間ｔｏ　を算出する。

【００４２】この図５乃至図９に示す第３実施例にあっ
ては、前述した図１４の波形Ｂ，Ｃに示したように受信
信号にレベルの変動があって当該受信信号の振幅が変動
しても、前述した第１実施例と同様に常に最大値が一定
になるよう補正がなされるので、ゼロクロス点がずれる
事が無いため、伝搬時間ｔｏ　は正確に測定される。

【００４３】この図５乃至図９に示す第３実施例では、
振幅を補正する例を示したが、前述した第２実施例のよ
うに、スレショルドレベルＴｈ　を変えるようにしても
よい。図９にこれを示す。このようにしても、図５乃至
図９に示す第３実施例と同様の効果を得ることができる
。

【００４４】また、第１及び第２の各実施例はハードウ
ェアによる構成なので動作速度が速いという特徴を有し
ている。一方、第３実施例はソフトウェアによる構成な
ので非常に柔軟性が高いという特徴を有している。何れ
を実施するかはその時の要求によって決まる。柔軟性を
高くし動作をはやくしたい時は、第１，第２実施例のハ
ードウェアの一部を第３実施例の構成に加えてもよい。たとえば、第１，第２実施例の最大値検出回路１５Ａを
第３実施例の構成に加えると、最大値検出の処理速度が
大きく向上する。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、受信信
号のレベルが変動し、受信信号の振幅が変動しても、相
対的にみると常に最大値とスレショルドレベルとの比が
一定になるように補正がなされているので、受信信号の
レベルの変動がない場合と同じような波形になり、ゼロ
クロス点がずれる事が無いため、検出された伝搬時間が
ずれることはなく、受信信号の受信レベルの変動があっ
ても、超音波伝搬時間に測定誤差を生じない、という従
来にない優れた超音波送受波装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の主要部を示すブロック図

【図２】図１におけるブロック図内の波形記憶部の書き
込み，読み出しのタイミングを示すタイミングチャート
。

【図３】本発明における超音波送受波装置の全体的構成
を示すブロック図

【図４】本発明の第２実施例の主要部を示すブロック図

【図５】本発明の第３実施例の主要部を示すブロック図

【図６】図５における第３実施例の伝搬時間を検出する
プログラム部の動作を示すフローチャート。

【図７】図５における第３実施例の補正ゼロクロス点検
出サブプログラムの一部の動作を示すフローチャート。

【図８】図５における第３実施例の最大値検出サブプロ
グラム部の動作を示すのフローチャート。

【図９】図５における第３実施例の補正ゼロクロス点検
出サブプログラムの一部の動作を示すフローチャート。

【図１０】図５における第３実施例の伝搬時間を検出す
るプログラム部の他の例の動作を示すフローチャート。

【図１１】従来例を示すブロック図

【図１２】図１１におけるタイミングパルス，受信信号
およびスレショルドレベルＴｈ　などの関係を示す線図
である。

【図１３】図１１中における伝搬時間算出手段の具体例
を示すブロック図

【符号の説明】

１０，２０　　　　　　伝搬時間算定手段１１　　　　
波形記憶部１２，１２Ａ　　　　伝搬時間算定出力部１３　　　　
ゼロクロス位置検出部１４　　　　伝搬時間演算部１５　　　　振幅補正部１５Ａ，２５Ａ　　最大値検出回路１５Ｂ　　振幅補正回路２５　　　　スレショルドレベル可変設定部２５Ｂ　　
スレショルドレベル可変設定回路３０　　　　伝搬時間
算定出力部としての機能を含むマイクロコンピュータ３１　　　　最大値検出サブプログラム３２　　　　ゼ
ロクロス位置検出サブプログラム３３　　　　伝搬時間
算出サブプログラム１０２　　超音波送波器１０３　　超音波受波器１１１　　Ａ／Ｄ変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　超音波送波器および超音波受波器を有
し、前記超音波送波器の出力タイミングに基づいて前記
超音波受波器で受信される超音波の伝搬時間を算定する
伝搬時間算定手段を備え、この伝搬時間算定手段が、前
記超音波受波器で受信される超音波の波形信号を所定の
タイミングで順次記憶する波形記憶部と、この波形記憶
部から出力される波形データと，所定のスレショルドレ
ベルとに基づいてゼロクロス点を検出するゼロクロス位
置検出部と、このゼロクロス位置検出部の出力および前
記超音波受波器の出力タイミングとに基づいて受信超音
波の伝搬時間を算定する伝搬時間演算部とを有すると共
に、前記ゼロクロス位置検出部に、前記超音波受波器で
受信される超音波の波形信号の振幅を所定レベルに補正
する振幅補正部を併設したことを特徴とする超音波送受
波装置。
【請求項２】　　前記振幅補正部が、前記波形記憶部に
格納される波形データの内の最大値を検出する最大値検
出回路と、この最大値検出回路で特定される波形データ
の最大値を所定の基準レベルに補正すると共に，当該波
形全体のレベルを前記補正された最大値に準じて補正す
る振幅補正回路とを有する構成としたことを特徴とする
請求項１記載の超音波送受波装置。
【請求項３】　　超音波送波器および超音波受波器を有
し、前記超音波送波器の出力タイミングに基づいて前記
超音波受波器で受信される超音波の伝搬時間を算定する
伝搬時間算定手段を備え、この伝搬時間算定手段が、前
記超音波受波器で受信される超音波の波形信号を所定の
タイミングで順次記憶する波形記憶部と、この波形記憶
部から出力される波形データと，所定のスレショルドレ
ベルとに基づいてゼロクロス点を検出するゼロクロス位
置検出部と、このゼロクロス位置検出部の出力および前
記超音波受波器の出力タイミングとに基づいて受信超音
波の伝搬時間を算定する伝搬時間演算部とを有すると共
に、前記ゼロクロス位置検出部に、前記超音波受波器で
受信される超音波の波形信号の最大振幅の大小に応じて
前記スレショルドレベルを可変設定するスレショルドレ
ベル可変設定部を併設したことを特徴とする超音波送受
波装置。
【請求項４】　　前記スレショルドレベル可変設定部が
、前記波形記憶部に格納される波形データの内の最大値
を検出する最大値検出回路と、この最大値検出回路で特
定される波形データの最大値に対応して前記ゼロクロス
位置検出部のスレショルドレベルを所定の割合に可変設
定するスレショルドレベル可変設定回路とを有する構成
としたことを特徴とする請求項１記載の超音波送受波装
置。
【請求項５】　　前記伝搬時間演算部が、前記ゼロクロ
ス位置検出部で特定される受信超音波のゼロクロス点の
アドレスデータと，前記波形記憶部用の書き込みタイミ
ングの周期とに基づいて受信超音波の伝搬時間を算定す
る伝搬時間演算機能を備えていることを特徴とする請求
項１，２，３又は４記載の超音波送受波装置。
【請求項６】　　超音波送波器および超音波受波器と、
前記超音波受波器で受信されＡ／Ｄ変換された受信超音
波の波形データを前記超音波送波器の出力タイミングに
基づいて順次記憶する波形記憶部と、この波形記憶部に
記憶された波形データに基づいて当該受信超音波の伝搬
時間を算定する伝搬時間算定出力部とを備え、この伝搬
時間算定出力部を、マイクロプロセッサと該マイクロプ
ロセッサを作動させる所定のプログラムを格納したメモ
リとによって構成すると共に、当該伝搬時間算定出力部
が、前記波形データの最大値を検出する最大値検出機能
と、検出された最大値に基づいて当該最大値を含む波形
データ全体若しくは別に設定されているスレショルドレ
ベルの何れか一方を補正するデータ補正機能と、この補
正された後の波形データとスレショルドレベルとに基づ
いて特定の波形データを検出する波形データ特定機能と
、この特定された波形データの立ち下がり部分の極性が
正から負へ変わるゼロクロス点を検出すると共にこれを
受信超音波のゼロクロス点アドレスデータとして出力す
るゼロクロス点検出機能と、この受信超音波のゼロクロ
ス点アドレスデータに基づいて受信超音波の伝搬時間を
算定する伝搬時間演算機能を備えていることを特徴とし
た超音波送受波装置。