JPH0441313B2 - - Google Patents

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JPH0441313B2
JPH0441313B2 JP21266082A JP21266082A JPH0441313B2 JP H0441313 B2 JPH0441313 B2 JP H0441313B2 JP 21266082 A JP21266082 A JP 21266082A JP 21266082 A JP21266082 A JP 21266082A JP H0441313 B2 JPH0441313 B2 JP H0441313B2
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JP
Japan
Prior art keywords
amplifier
transducer
amplification degree
reflector
threshold value
Prior art date
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Expired
Application number
JP21266082A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS59102173A (en
Inventor
Hideyuki Takahashi
Nobuhiko Oomya
Takahiro Kawabata
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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Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication of JPS59102173A publication Critical patent/JPS59102173A/en
Publication of JPH0441313B2 publication Critical patent/JPH0441313B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004Means for monitoring or calibrating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は送受波器の動作を計測中に試験できる
距離測定装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a distance measuring device that can test the operation of a transducer while measuring it.

(背景技術) 従来の装置を第1図に示す。第1図において1
はタイミング発生回路、2はパルス発振器、3は
増幅器、4は送受波器切換器、5は送受波器、6
は空中、7は反射体、8は基礎部、9は増幅器、
10は整形回路、11はフリツプフロツプ、12
はANDゲート、13はカウンタ、14はオシレ
ータである。本装置は次の如く動作する。まずタ
イミング発生回路1にてタイミングパルスを作
り、これによりパルス発振器2にて送信周波数の
パルスを発振させる。このパルスは増幅器3で増
幅後送受切換器4をへて送受波器5に送られる。
送受波器5にて電気信号は超音波信号に変換され
空中6に送出される。この超音波信号は空中6を
伝搬し反射体7により反射し、再び空中6を伝搬
し送受波器5により受信され、超音波信号は再び
電気信号に変換される。送受切換器4をへて増幅
器9によつて一定レベル迄増幅され、整形回路1
0に送られる。整形回路10は一定の閾値以上の
信号が入つてくるとパルスを送出するもので、受
信信号が一定レベル以上になるとパルスを送出す
る。フリツプフロツプ回路11はタイミング発振
器2のタイミングパルスによつてセツトされ、受
信パルスによつてリセツトされる。つまりフリツ
プフロツプ11のQ側の出力は、送信から受信迄
の時間だけ“1”となつている。この信号とオシ
レータ14のクロツクとをANDゲート12にて
ANDを取り、カウンタ13にて計測する。今、
送信から受信迄の時間をT(S)とし伝搬速度を
C(m/s)、送受波器から反射体迄の距離をL(m)
とすると L=1/2CT となる。ここでCはオシレータ14の周波数に左
右される比例定数と考えることが出来るのでLが
直読みとなる様な周波数に決定する。
(Background Art) A conventional device is shown in FIG. In Figure 1, 1
is a timing generation circuit, 2 is a pulse oscillator, 3 is an amplifier, 4 is a transducer switch, 5 is a transducer, 6
is in the air, 7 is the reflector, 8 is the base, 9 is the amplifier,
10 is a shaping circuit, 11 is a flip-flop, 12
is an AND gate, 13 is a counter, and 14 is an oscillator. This device operates as follows. First, a timing pulse is generated by a timing generation circuit 1, and a pulse oscillator 2 is caused to oscillate a pulse at a transmission frequency. This pulse is amplified by an amplifier 3 and then sent to a transducer 5 via a transmitter/receiver switch 4.
The electrical signal is converted into an ultrasonic signal by the transducer 5 and sent into the air 6. This ultrasonic signal propagates through the air 6, is reflected by a reflector 7, propagates through the air 6 again, is received by the transducer 5, and is converted into an electric signal again. It passes through the transmitter/receiver switch 4 and is amplified to a certain level by the amplifier 9.
Sent to 0. The shaping circuit 10 sends out a pulse when a signal exceeding a certain threshold value is received, and sends out a pulse when a received signal exceeds a certain level. The flip-flop circuit 11 is set by the timing pulse of the timing oscillator 2 and reset by the received pulse. In other words, the Q-side output of the flip-flop 11 remains "1" only during the period from transmission to reception. This signal and the clock of oscillator 14 are connected by AND gate 12.
AND is taken and the counter 13 measures it. now,
The time from transmission to reception is T (S), the propagation speed is C (m/s), and the distance from the transducer to the reflector is L (m).
Then, L=1/2CT. Here, C can be considered to be a proportionality constant that depends on the frequency of the oscillator 14, so the frequency is determined so that L can be directly read.

本回路では反射体7がない場合と送受波器5が
故障した時との差がないため両者を判定すること
は困難であるという欠点を持つている。なお、基
礎部8は反射体ではあるが送受波器5の指向性の
外であるために、整形回路10を作動せしめるだ
けの受信レベルを与えるに至らない。
This circuit has a drawback in that it is difficult to determine the difference between the case where there is no reflector 7 and the case where the transducer 5 fails because there is no difference. Although the base portion 8 is a reflector, since it is outside the directivity of the transducer 5, it cannot provide a reception level sufficient to activate the shaping circuit 10.

(発明の課題) 本発明の距離測定装置は、 送受波器により超音波のパルス信号を反射体に
向かつて送出し、前記反射体により反射された前
記パルス信号を受信して所定の第1の増幅度に設
定された増幅器により増幅すると共に、 前記送受波器により超音波のパルス信号を送出
した時点から前記増幅器の出力信号のレベルが所
定の第1の閾値を越える時点までの時間を測定
し、前記時間に基づいて前記送受波器から前記反
射体までの距離を測定するものであつて、 前記反射体までの距離を測定している期間内に
所定長の試験タイミング期間を設定する手段と、 前記試験タイミング期間では前記増幅器の増幅
度を第1の増幅度からその第1の増幅度より高い
第2の増幅度に変更させること、あるいは前記増
幅器の出力信号のレベルを検出するための閾値を
前記第1の閾値から該第1の閾値より低い第2の
閾値に変更させることのうちのいずれかを実行さ
せる手段と を備えることを特徴とするものである。
(Problem to be solved by the invention) The distance measuring device of the present invention transmits an ultrasonic pulse signal toward a reflector using a transducer, receives the pulse signal reflected by the reflector, and receives a predetermined first pulse signal. Amplification is performed by an amplifier set to the amplification degree, and the time from the time when the ultrasonic pulse signal is sent out by the transducer to the time when the level of the output signal of the amplifier exceeds a predetermined first threshold is measured. , a distance from the transducer to the reflector is measured based on the time, and means for setting a test timing period of a predetermined length within a period in which the distance to the reflector is being measured; , during the test timing period, changing the amplification degree of the amplifier from a first amplification degree to a second amplification degree higher than the first amplification degree, or setting a threshold value for detecting the level of the output signal of the amplifier; The present invention is characterized by comprising: means for changing the first threshold value to a second threshold value lower than the first threshold value.

(実施例) 第2図は本発明の実施例である。ここで1〜8
及び10〜14は第1図の場合と同じ名称であ
り、かつ同様の機能を有する。9′は増幅度可変
型増幅器であり、増幅度制御回路16によつて増
幅度が可変である。15はバイナリーカウンタ、
16は増幅度制御回路である。次に、前記構成の
動作を説明する。バイナリーカウンタ15はタイ
ミング発生器1のタイミング信号を単純にカウン
トする。増幅度制御回路16は、バイナリーカウ
ンタ15のカウント値が予め定めた第1のカウン
ト値に達するまで、増幅度可変型増幅器9′の増
幅度を距離測定用に設定する。これによつて、増
幅度可変型増幅器9′は距離測定時に設定される
第1の増幅度により送受波器5から入力される信
号を増幅して整形回路10に送出する。整形回路
10は所定の第1の閾値により増幅度可変型増幅
器9′の出力信号のレベルを検出する。以下、第
1図を参照して説明した従来の回路と同様に動作
する。
(Example) FIG. 2 shows an example of the present invention. Here 1-8
and 10 to 14 have the same names as in FIG. 1 and have similar functions. Reference numeral 9' denotes a variable amplification type amplifier, the amplification degree of which is variable by an amplification control circuit 16. 15 is a binary counter,
16 is an amplification control circuit. Next, the operation of the above configuration will be explained. The binary counter 15 simply counts the timing signal of the timing generator 1. The amplification control circuit 16 sets the amplification of the variable amplification type amplifier 9' for distance measurement until the count value of the binary counter 15 reaches a predetermined first count value. Thereby, the variable amplification type amplifier 9' amplifies the signal input from the transducer 5 using the first amplification degree set at the time of distance measurement, and sends it to the shaping circuit 10. The shaping circuit 10 detects the level of the output signal of the variable amplification type amplifier 9' using a predetermined first threshold value. Thereafter, the circuit operates in the same manner as the conventional circuit described with reference to FIG.

その後、バイナリーカウンタ15のカウント値
が予め定めた第1のカウント値となつてから第1
のカウント値より大きい第2のカウント値となる
までの試験タイミング期間の間、増幅度制御回路
16は、増幅度可変型増幅器9′の増幅度を距離
測定時に設定される第1の増幅度から試験タイミ
ング期間用の第2の増幅度(>第1の増幅度)に
切り換えるせる。次いで、増幅度可変型増幅器
9′は、第2の増幅度に従い、送受切換器4を介
して送受信波器5から入力される信号を増幅する
共に送出する。
Thereafter, after the count value of the binary counter 15 reaches a predetermined first count value, the first count value is
During the test timing period until the second count value becomes larger than the count value of Switching to a second amplification degree (>first amplification degree) for the test timing period. Next, the variable amplification type amplifier 9' amplifies and transmits the signal inputted from the transmitter/receiver 5 via the transmitter/receiver switch 4 according to the second amplification degree.

従つて、増幅度制御回路16は、バイナリーカ
ウンタ15のカウンタ値により設定される期間、
即ちその第1のカウント値から第2のカウント値
までの間、増幅度可変型増幅器9′の増幅度を試
験測定用に設定するものである。例えば、このよ
うな期間は、バイナリーカウンタ15の30カウン
トのうちの1カウント、即ちタイミング発生器1
のタイミング信号の30周期のうちの1周期を試験
用に設定するものであつてもよい。
Therefore, the amplification control circuit 16 controls the period set by the counter value of the binary counter 15,
That is, from the first count value to the second count value, the amplification degree of the variable amplification type amplifier 9' is set for test measurement. For example, such a period may correspond to 1 count out of 30 counts of binary counter 15, i.e. timing generator 1.
One cycle out of 30 cycles of the timing signal may be set for testing.

整形回路10は、増幅度可変型増幅器9′の出
力信号が第1の閾値を越えたときは、その出力を
フリツプ・フロツプ11のリセツト入力Rを付勢
させるレベルにする。
When the output signal of the variable gain amplifier 9' exceeds a first threshold, the shaping circuit 10 sets its output to a level that activates the reset input R of the flip-flop 11.

更にバイナリーカウンタ15にカウント値が第
2のカウント値を越えると、増幅度制御回路16
は、増幅度可変型増幅器9′の増幅度を第1の増
幅度に復帰させ、当該距離測定装置は前述の距離
測定時と同一の動作をする。これによりフリツプ
フロツプ11はリセツトされ、カウンタ13のキ
ヤリーが出なくなるので送受波器系は正常に動作
している事が検知出来る。
Furthermore, when the count value of the binary counter 15 exceeds the second count value, the amplification degree control circuit 16
Then, the amplification degree of the variable amplification type amplifier 9' is returned to the first amplification degree, and the distance measuring device operates in the same manner as when measuring the distance described above. As a result, the flip-flop 11 is reset and the carry signal of the counter 13 is no longer output, so that it can be detected that the transducer system is operating normally.

以上説明したように第1の実施例では、試験時
に対象反射体が無い場合も受信部の増幅度を上げ
基礎部からの反射を利用して送受信系の試験を行
なうことが出来るため、装置の故障を早く発見す
ることが出来る。
As explained above, in the first embodiment, even if there is no target reflector during the test, the amplification of the receiving section can be increased and the transmission/reception system can be tested using reflections from the foundation. Malfunctions can be detected early.

第1の実施例では試験回路を作動させるために
バイナリーカウンタを用いたが必ずしも必要では
なく、タイミング発生器1にバイナリーカウンタ
を組込んだ回路によつて試験タイミングを発生さ
せても、同種の効果は生ずる。又バイナリーカウ
ンタの代りにスイツチを用いて、スイツチのオン
のときに試験を行なうごとく構成することも可能
である。
In the first embodiment, a binary counter is used to operate the test circuit, but it is not necessary; even if the test timing is generated by a circuit incorporating a binary counter in the timing generator 1, the same effect can be obtained. will occur. It is also possible to use a switch instead of a binary counter and to perform the test when the switch is on.

また増幅度を上げるのではなく、テスト時に整
形回路の第1の閾値より低い第2の閾値に設定し
てもよい同様の効果は生ずる。
Further, instead of increasing the amplification degree, a second threshold value lower than the first threshold value of the shaping circuit may be set at the time of testing, and a similar effect can be obtained.

(発明の効果) 本発明は試験回路を有しているので故障を簡単
に発見することが出来る利点があり、水位計や測
深機などの超音波による距離測定装置に利用出来
る。
(Effects of the Invention) Since the present invention has a test circuit, it has the advantage of being able to easily discover failures, and can be used in ultrasonic distance measuring devices such as water level gauges and depth sounders.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の距離測定装置のブロツク図、第
2図は本発明の第1の実施例のブロツク図であ
る。 1……タイミング発生回路、2……パルス発振
器、3……増幅器、4……送受波器切換器、5…
…送受波器、6……空中、7……反射体、8……
基礎部、9……増幅器、9′……増幅度可変型増
幅器、10……整形回路、11……フリツプフロ
ツプ、12……ANDゲート、13……カウンタ、
14……オシレータ、15……バイナリーカウン
タ、16……増幅度制御回路。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional distance measuring device, and FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Timing generation circuit, 2... Pulse oscillator, 3... Amplifier, 4... Transducer/receiver switch, 5...
...Transducer/receiver, 6...Air, 7...Reflector, 8...
Basic part, 9... Amplifier, 9'... Variable amplification type amplifier, 10... Shaping circuit, 11... Flip-flop, 12... AND gate, 13... Counter,
14...Oscillator, 15...Binary counter, 16...Amplification control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 送受波器により超音波のパルス信号を反射体
に向かつて送出し、前記反射体により反射された
前記パルス信号を受信して所定の第1の増幅度に
設定された増幅器により増幅すると共に、 前記送受波器により超音波のパルス信号を送出
した時点から前記増幅器の出力信号のレベルが所
定の第1の閾値を越える時点までの時間を測定
し、前記時間に基づいて前記送受波器から前記反
射体までの距離を測定する距離測定装置におい
て、 前記反射体までの距離を測定している期間内に
所定長の試験タイミング期間を設定する手段1,
11,15と、 前記試験タイミング期間では前記増幅器の増幅
度を第1の増幅度から該第1の増幅度より高い第
2の増幅度に変更させること、及び前記増幅器の
出力信号のレベルを検出するための閾値を前記第
1の閾値から該第1の閾値より低い第2の閾値に
変更させることのうちのいずれかを実行させる手
段9′,10,16と を備えることを特徴とする距離測定装置。
[Claims] 1. A transducer transmits an ultrasonic pulse signal toward a reflector, receives the pulse signal reflected by the reflector, and sets a predetermined first amplification degree. Amplify with an amplifier, and measure the time from the time when the ultrasonic pulse signal is sent out by the transducer to the time when the level of the output signal of the amplifier exceeds a predetermined first threshold, and based on the time, In a distance measuring device for measuring the distance from the transducer to the reflector, means 1 for setting a test timing period of a predetermined length within a period in which the distance to the reflector is being measured;
11, 15, during the test timing period, changing the amplification degree of the amplifier from the first amplification degree to a second amplification degree higher than the first amplification degree, and detecting the level of the output signal of the amplifier. and means 9', 10, 16 for causing any one of changing the threshold value from the first threshold value to a second threshold value lower than the first threshold value. measuring device.
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