JPH0476411A - Ultrasonic type underwater stuff - Google Patents

Ultrasonic type underwater stuff

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JPH0476411A
JPH0476411A JP19131190A JP19131190A JPH0476411A JP H0476411 A JPH0476411 A JP H0476411A JP 19131190 A JP19131190 A JP 19131190A JP 19131190 A JP19131190 A JP 19131190A JP H0476411 A JPH0476411 A JP H0476411A
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JP
Japan
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depth
staff
station
ultrasonic
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP19131190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Ishizuka
石塚 浩次
Toyoki Sasakura
豊喜 笹倉
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UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO
Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO
Furuno Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO, Furuno Electric Co Ltd filed Critical UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO
Priority to JP19131190A priority Critical patent/JPH0476411A/en
Publication of JPH0476411A publication Critical patent/JPH0476411A/en
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simply measure a distance in the water by operating a depth difference between child and parent stations from the depth of the child station, obtained from the responsive signal of a transmitting-receiving means, and the depth of the parent station obtained with a depth measuring means, and calculating a horizontal distance between both the stations from a depth difference and a direct distance. CONSTITUTION:Parent and child stations 50 and 100 are vertically stood at points desired to be measured respectively by two divers, and an ultrasonic wave U1 is transmitted from the transmitting-receiving means 51 of the parent station 50. When the ultrasonic wave U1 is received with the transmitting and receiving means 101 of the child station 100, an ultrasonic wave U2 is transmitted as a responsive signal from the means 101 in response to the receive of the ultrasonic wave U1 by controlling a control means. When the ultrasonic wave U2 is received with the means 51, a time, required to propagate the ultrasonic wave between both the stations, is determined based on a time required from the point of time when the ultrasonic wave U1 is transmitted to the point of time when the ultrasonic wave U2 is received, with an operation means, and a direct distance L between the parent and child stations 50 and 100 is operated from the propagated time. Also a horizontal distance H between both the stations is operated from a depth difference ¦D1 - D2¦ between the depth D2 of the child station 100 obtained from the responsive signal and the depth D1 of the parent station 50 obtained from a depth measuring means, and a direct distance L, and is displayed 53.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、水中での2点間の距離を測定する装置に関
し、特に簡便に測定が行えるように棒状に形成した超音
波式水中スタッフに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for measuring the distance between two points underwater, and in particular to an ultrasonic underwater staff formed into a rod shape so that measurement can be easily performed. .

[従来の技術] 昨今、海洋土木工事が盛んに行なわれるようになり、そ
れにつれて水中での距離測定においても地上での測定と
同程度の精度が必要とされる場合もある。しかるに従来
は、水中2点間の距離を測定する場合、一般には潜水士
によるメジャーを用いて行う方法や、あるいは地上の距
離測定で用いられている、棒状の測定補助用具(スタッ
フという)を水中2点に突き立てて、それらのスタッフ
の水面より突き出た部分間の距離を、水上でトランシッ
ト等を用いて測定を行なう方法があるが、前者の測定法
では、工事海域で水中が濁っている場合や測定距離が長
いときには測定が困難となり、又、測定2点で高低差が
有る場合には水平距離は得られず、一方、後者の測定法
では、水中で長いスタッフを垂直に立てるのが困難であ
り、いずれの測定法においても測定精度が低(、又、手
間がかかるため作業能率も低い。
[Prior Art] In recent years, marine civil engineering work has become more and more popular, and as a result, underwater distance measurements may require the same degree of accuracy as measurements on land. However, in the past, when measuring the distance between two points underwater, it was generally done by a diver using a tape measure, or by using a rod-shaped measuring aid (called a staff) underwater, which is used for distance measurements on land. There is a method of measuring the distance between the parts of the staff that protrude above the water surface by sticking them at two points using a transit, etc., but with the former measurement method, the water is cloudy in the construction area. It becomes difficult to measure when the distance is long or when the measurement distance is long, and the horizontal distance cannot be obtained when there is a height difference between the two measurement points. It is difficult, and the measurement accuracy is low in any measurement method (and the work efficiency is also low because it is time-consuming).

そこでこれらの問題点を解決すべく、超音波信号を用い
た水中距離測定装置なるものが提案されている。例えば
、特開昭51−135675号公報では、第8図に示す
ように、測定したい2点間にマスター発振器Mと、スレ
ーブ発振器Sとを配置し、マスター発振器Mより第9図
(イ)に示すように、超音波パルスP1を発振すると、
このパルスP、が水中を伝搬して1時間後に、第9図(
ロ)に示すように、スレーブ発振器Sで受波されると、
コノスレーブ発振器Sより直ちにパルスP、が発振され
る。一方、別の箇所に設けてあった受信機Rでは、第9
図(ハ)のごとく、これらのパルスPP、が受波される
が、パルスP、とP、との時間づれTを計測することに
より、マスター発振器Mとスレーブ発信器S間の距離が
求められる。
In order to solve these problems, an underwater distance measuring device using ultrasonic signals has been proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-135675, a master oscillator M and a slave oscillator S are placed between two points to be measured as shown in FIG. As shown, when the ultrasonic pulse P1 is oscillated,
One hour after this pulse P propagates through the water, as shown in Fig. 9 (
As shown in b), when the wave is received by the slave oscillator S,
The cono slave oscillator S immediately oscillates a pulse P. On the other hand, in receiver R installed at another location, the 9th
As shown in Figure (C), these pulses PP are received, and by measuring the time difference T between the pulses P and P, the distance between the master oscillator M and the slave oscillator S can be determined. .

又、特回昭55−70763号公報によれば、第10図
に示すように、距離計測器81の制御に基づき、制御ビ
ーコン82から超音波信号S、が発振され、この信号S
lがサーボビーコン83で受波されると、このサーボビ
ーフン83よす直ちに超音波信号Slが発振される。制
御ビーコン82が前記信号S、を発振してからサーボビ
ーコン83よりの信号S、を受渡するまでの時間から、
制御ビーコン82とサーボビーコン83との間の距離が
距離計測[81によって求められる。
According to Special Publication No. 55-70763, as shown in FIG.
1 is received by the servo beacon 83, the servo beacon 83 immediately oscillates an ultrasonic signal Sl. From the time from when the control beacon 82 oscillates the signal S until it receives the signal S from the servo beacon 83,
The distance between the control beacon 82 and the servo beacon 83 is determined by distance measurement [81].

[発明が解決しようとする課題] ところが、上記の受信機Rの本体計測部や距離計測器8
1は、別のケーブルを介して測定場所とは別の計測船等
に積み込む必要があるために、測定に手間がかかるとい
う欠点があり、潜水士が距離を測りつつ作業を行うとい
った場合に不向きであった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the main body measuring section and distance measuring device 8 of the receiver R described above
Method 1 has the disadvantage that it takes time to measure because it needs to be loaded onto a measurement vessel, etc. that is separate from the measurement location via another cable, and is not suitable for cases where divers are working while measuring distance. Met.

この発明は、上述した問題点をなくすためになされたも
のであり、簡便に水中での距離測定が行える超音波式水
中スタッフを提供することを目的とする。
This invention was made to eliminate the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic underwater staff that can easily measure distance underwater.

[課題を解決するための手段] この発明の超音波式水中スタッフは、第1図に示すよう
に、水中2点に設けた親局50°と子局100’との間
の水平路lIHを測定する超音波式水中スタッフであり
、 親局50’は、当該親局50゛の深度り、を計測する深
度計測手段(不図示)と、超音波U1を送受波する送受
波手段51′と、前記送受波手段51から子局100′
への送波の結果、子局100’より送波される応答信号
の受波タイミングから両局間の直距離りを演算するとと
もに、前記応答信号から得た子局100°の深度り、と
、前記深度計測手段で計測した親局の深度D1とから両
局間の深度差ID、−D、lを演算し、該深度差ID、
−D、lと前記直距離りとから両局の水平距離Hを演算
する演算手段(不図示)と、前記演算手段で演算された
距離を表示する表示手段53′とを備えており、子局1
00’は、当該子局100’の深度り、を計測する深度
計測手段(不図示)と、超音波U、を送受波する送受波
手段101°と、親局50°より送波した超音波U1を
前記送受波手段51″が受波したとき、この超音波U1
の受波に呼応して前記深度計測手段で計測した深度り、
の情報を応答信号として前記送受波手段101′より親
局へ超音波Utを送波する制御手段(不図示)とを備え
ている。
[Means for Solving the Problems] As shown in FIG. 1, the ultrasonic underwater staff of the present invention has a horizontal path lIH between a master station 50° and a slave station 100' provided at two points underwater. This is an ultrasonic underwater staff for measuring, and the master station 50' includes a depth measuring means (not shown) for measuring the depth of the master station 50', and a wave transmitting/receiving means 51' for transmitting and receiving the ultrasonic wave U1. , from the wave transmitting/receiving means 51 to the slave station 100'
As a result of the wave transmission to the slave station 100', the direct distance between the two stations is calculated from the reception timing of the response signal transmitted from the slave station 100', and the depth of the slave station 100° obtained from the response signal is calculated. , calculates the depth difference ID, -D, l between the two stations from the depth D1 of the master station measured by the depth measuring means, and calculates the depth difference ID,
-D, l and the direct distance from each other, and a display means 53' for displaying the distance calculated by the calculation means. station 1
00' indicates a depth measuring means (not shown) for measuring the depth of the slave station 100', a wave transmitting/receiving means 101° for transmitting and receiving ultrasonic waves U, and an ultrasonic wave transmitted from the master station 50°. When the wave transmitting/receiving means 51'' receives U1, this ultrasonic wave U1
the depth measured by the depth measuring means in response to the received wave;
control means (not shown) for transmitting ultrasonic waves Ut from the wave transmitting/receiving means 101' to the master station using the information as a response signal.

又、水中2点に設けた超音波式水中スタッフのいずれの
局からも親局として測定可能とするには、請求項3のご
とく、請求項1記載の親局に請求項2項の子局の応答機
能を付加すればよい。
In addition, in order to enable measurement as a master station from any of the stations of the ultrasonic underwater staff installed at two points underwater, as in claim 3, the master station of claim 1 is connected to the slave station of claim 2. All you need to do is add a response function.

[作用コ ニ人の潜水士により、親局50’と子局100とを、そ
れぞれ測定したい地点にほぼ垂直に立てた状態で親局5
0°の送受波手段51′より超音波を送波する。この超
音波が子局100’の送受波手段101゛で受波される
と、制御手段の制御により、該超音波U1の受波に呼応
して送受波手段101′より、応答信号として超音波U
、が放射される。この超音波U、が親局50′の送受波
手段51′で受波されると、演算手段により、前記超音
波U1を放射した時点から、子局100’よりの超音波
U、を受波した時点までに要した時間に基づき、両局間
を超音波が伝搬するのに要した時間が求められ、この伝
搬時間から親局50’と子局100°との間の直距離り
が演算されるとともに、応答信号から得た子局100゛
の深度り、と、前記深度計測手段で計測した親局の深度
り、とから両局間の深度差ID、−Dtlが演算され、
この深度差り、−D、lと前記直距離りとから両局の水
平距離Hが演算されて表示手段53°に表示される。
[Operation] A human diver places the master station 50' and the slave station 100 almost vertically at the point to be measured.
Ultrasonic waves are transmitted from the 0° wave transmitting/receiving means 51'. When this ultrasonic wave is received by the wave transmitting/receiving means 101' of the slave station 100', under the control of the control means, the ultrasonic wave is transmitted as a response signal from the wave transmitting/receiving means 101' in response to the reception of the ultrasonic wave U1. U
, is emitted. When this ultrasonic wave U is received by the wave transmitting/receiving means 51' of the master station 50', the calculating means receives the ultrasonic wave U from the slave station 100' from the time when the ultrasonic wave U1 is emitted. Based on the time required for the ultrasonic wave to propagate between the two stations, the time required for the ultrasonic wave to propagate between the two stations is determined, and the direct distance between the master station 50' and the slave station 100° is calculated from this propagation time. At the same time, a depth difference ID, -Dtl between the two stations is calculated from the depth of the slave station 100゛ obtained from the response signal and the depth of the master station measured by the depth measuring means,
The horizontal distance H between both stations is calculated from this depth difference, -D, l, and the direct distance, and is displayed on the display means 53°.

[実施例] 第2図及び第3図に、この発明の装置の一実施例である
、親局50及び子局100の正面図を示している。
[Embodiment] FIGS. 2 and 3 show front views of a master station 50 and a slave station 100, which are an embodiment of the apparatus of the present invention.

第2図において、親局50は、底部となる一端が円錐状
にとがった細長い円筒体をなす筐体Xを有する。この筐
体Xの他端である頂部には、超音波の送受を行うための
送受波器51が設けられる。
In FIG. 2, the master station 50 has a casing X having an elongated cylindrical body with one end serving as a bottom portion having a conical point. At the top, which is the other end of the housing X, a transducer 51 for transmitting and receiving ultrasonic waves is provided.

この筺体Xの寸法としては、計測者が当該親局50を垂
直に立てたとき、頂部の送受波器51より放射される超
音波が計測者で遮られる恐れのないように、全長り、を
2ff1程度とし、又、容易に握持できるように、筺体
Xの径をほぼ5cmとした。52は、送受波器51を制
御するとともに、受波信号より距離を演算する制御回路
である。53は、当該親局50の傾き角度や測定距離等
を表示するための表示器であり、この表示器53が、計
測者のほぼ目の高さとなるよう、底部Xよりの取り付は
高さり、をほぼ150cmとした。54は、計測した距
離を記憶するデータ記憶部であり、最大で100件の計
測距離を記憶する。55は、前記制御回路52のための
電池である。56は、計測時に押す計測釦であり、57
は、送受波器51より超音波を送波したときに確認のた
めに点灯する送信表示灯である。58は、前記計測釦5
3の押動により計測された距離を前記データ記憶部54
に記憶させるためのデータ記憶部である。59は、デー
タ記憶部54に記憶された測定済みの距離を表示させる
ための表示釦であり、この表示釦58を押す毎に、測定
番号とともに、測定距離が順次表示される。60は、デ
ータ記憶部54に記憶されたデータをクリアするための
リセット釦である。
The dimensions of this casing 2ff1, and the diameter of the housing X was approximately 5 cm so that it could be easily gripped. 52 is a control circuit that controls the transducer 51 and calculates the distance from the received signal. 53 is a display device for displaying the inclination angle, measurement distance, etc. of the master station 50, and the mounting height from the bottom part , was approximately 150 cm. 54 is a data storage unit that stores measured distances, and stores up to 100 measured distances. 55 is a battery for the control circuit 52. 56 is a measurement button to press during measurement; 57
is a transmission indicator light that lights up for confirmation when ultrasonic waves are transmitted from the transducer 51. 58 is the measurement button 5
The distance measured by the pressing movement of step 3 is stored in the data storage unit 54.
This is a data storage unit for storing data in the . Reference numeral 59 denotes a display button for displaying the measured distances stored in the data storage section 54. Each time the display button 58 is pressed, the measured distances are sequentially displayed along with the measurement number. 60 is a reset button for clearing the data stored in the data storage section 54.

第3図において、子局100も親局50と同じ寸法の筐
体Xを有し、頂部には、送受波器101を備える。1.
02は、当該子局100を制御する制御回路であり、1
03は、制御回路102のための電池である。104は
、当該子局100の傾きを表示するために設けられた、
5個のLEDよりなるLED表示器であり、内部の傾斜
計の検出に基づき、この子局100が例えば図中右側に
所定角度以上に傾いたとき、LEDrか点灯し、後方に
傾いたときはLEDsか点灯し、はぼ直立状態に保持さ
れているときのみ中央のLEDtか点灯するようになっ
ている。このLED表示器104も、親局50における
表示器53とほぼ同し高さに設けられる。+05は、親
局50より放射した超音波を子局100の送受波器10
1て受波したときに点灯する受信表示灯である。
In FIG. 3, slave station 100 also has a housing X having the same dimensions as master station 50, and is equipped with a transducer 101 on the top. 1.
02 is a control circuit that controls the slave station 100;
03 is a battery for the control circuit 102. 104 is provided to display the tilt of the slave station 100,
This is an LED display consisting of five LEDs.Based on the detection of an internal inclination meter, when the slave station 100 tilts more than a predetermined angle to the right side in the figure, for example, the LEDr lights up, and when it tilts backward, it lights up. The LEDs are lit, and the center LED t is only lit when the robot is held in an upright position. This LED display 104 is also provided at approximately the same height as the display 53 in the master station 50. +05 transmits the ultrasonic waves emitted from the master station 50 to the transducer 10 of the slave station 100.
This is a reception indicator light that lights up when a signal is received.

上記の親局50及び子局100は、水中において手を離
しても、浮いてしまわないように適当な比重を有し、又
、筺体Xの上部に適当な浮力を与えることにより、手を
離しても完全に倒れてしまわないようにしている。
The above-mentioned master station 50 and slave station 100 have an appropriate specific gravity so that they will not float even if they are released from the water, and by providing appropriate buoyancy to the upper part of the housing I try not to collapse completely.

上記親局50及び子局100の制御ブロック図をそれぞ
れ第4図及び第5図に示しており、同一の部分にはそれ
ぞれ共通の符号を付している。
Control block diagrams of the master station 50 and the slave station 100 are shown in FIGS. 4 and 5, respectively, and the same parts are given the same reference numerals.

第4図において、70は、親局50の傾きを検出する傾
斜計である。71は、送信開始用のトリガを発生するト
リガ発生回路であり、計測釦56が押されたとき、傾斜
計70の検出信号により、当該親局50が所定の傾き角
度内に保持されいてるときに限り、該トリ力発生回路7
1よりトリガか出力される。72は、トリ力発生回路7
1よりのトリガにより、リニアに周波数か変化する超音
波帯域のFM信号を出力するLFM信号発生回路であり
、73は、LFM信号発生回路72よりのLFM信号を
電力増幅する送信器であり、この送信器73が動作した
ときに送信表示灯57が点灯する。74は、送受切替器
であり、送信時に送信器73よりの出力を送受波器51
に印加し、受信時においては、送受波器51て受波され
た信号を増幅する受信器75に印加する。76は、受信
器75から出力される尾を引いた受信信号から受信タイ
ミングの検出を容易とするためにパルスに圧縮するパル
ス圧縮回路である。77は、前記トリが発生回路71に
おけるトリガ発生時点t1からパルス圧縮回路76より
パルスが出力される時点t、まての時間を計時するため
のタイマである。
In FIG. 4, 70 is an inclinometer that detects the inclination of the master station 50. In FIG. 71 is a trigger generation circuit that generates a trigger for starting transmission, and when the measurement button 56 is pressed, a detection signal from the inclinometer 70 indicates that the master station 50 is held within a predetermined inclination angle. As long as the tri-force generating circuit 7
A trigger is output from 1. 72 is the tri-force generating circuit 7
73 is a transmitter that amplifies the power of the LFM signal from the LFM signal generation circuit 72; When the transmitter 73 operates, the transmission indicator light 57 lights up. 74 is a transmitter/receiver switch, which transfers the output from the transmitter 73 to the transmitter/receiver 51 during transmission.
During reception, the signal is applied to a receiver 75 that amplifies the signal received by the transducer 51. 76 is a pulse compression circuit that compresses the tailed received signal output from the receiver 75 into pulses to facilitate detection of reception timing. Reference numeral 77 is a timer for measuring the time from the trigger generation time t1 in the trigger generation circuit 71 to the time t when the pulse is output from the pulse compression circuit 76.

78は、両局間の水平距離Hを演算する距離演算部であ
り、その演算内容については後で詳しく述べる。表示器
53は、測定待機時には、傾斜計70で検出された傾き
と、前記水温及び深度を表示し、測定時には、距離演算
部78て演算された測定データを表示する。表示器53
に測定データか表示されているときに、データ記憶用5
8を押せば、このときの測定データがデータ記憶部54
に記憶される。
Reference numeral 78 denotes a distance calculation unit that calculates the horizontal distance H between both stations, and the content of the calculation will be described in detail later. The display 53 displays the inclination detected by the inclinometer 70 and the water temperature and depth during measurement standby, and displays the measurement data calculated by the distance calculation section 78 during measurement. Display 53
5 for data storage when measurement data is displayed.
If you press 8, the measurement data at this time will be stored in the data storage section 54.
is memorized.

前記70〜77の各回路が第2図における制御回路52
に対応し、又、距離演算部78が上記演算手段に相当す
る。
Each of the circuits 70 to 77 is the control circuit 52 in FIG.
In addition, the distance calculating section 78 corresponds to the above calculating means.

次に第5図の子局100について説明する。Next, the slave station 100 shown in FIG. 5 will be explained.

110は、送受切換器であり、受信待機時には送受波器
101よりの受信信号は、この送受切換器110を介し
て受信器111に入力される。受信器111に受信信号
が入力されると、受信表示灯105が点灯するとともに
、送受切換器110は送信状態に切替わる。112は、
受信機111て増幅された受信信号をパルスに圧縮する
パルス圧縮回路である。113は、可変遅延回路であり
、パルス圧縮回路112よりのパルスを、深度計114
で計測した当該子局100の深度り、に応じて遅延させ
るが、この深度情報を区別して親局50に送出てきるよ
う、この遅延動作は後で述べるように2回に1回の割合
で機能し、その他のときは遅延時間Oとなる。尚、前記
深度計114および上記水温・深度計79における水圧
センサを用いた深度計測の際、波の変化により計測され
た深度も変化して正確な値が得られないので深度を平均
化処理して波の影響をなくしている。115は、送信開
始用のトリガを発生するトリガ発生回路であり、傾斜計
116により当該子局100の傾きが所定の範囲内のと
き、即ち、LED表示器104における中央のLEDt
(第3図図示)が点灯しているときに限り、可変遅延回
路113よりパルスが入力されると、このトリガ発生回
路115よりトリガが出力される。117は、トリガ発
生回路115よりのトリガに基っきLMF信号を出力す
るLMF信号発生回路であり、118は、LMF信号発
生回路117よりのLMF信号を電力増幅する送信器で
あり、この送信器118の出力信号は送受切換器1]0
を介して送受波器101に印加される。
Reference numeral 110 denotes a transmitter/receiver switch, and during reception standby, the received signal from the transmitter/receiver 101 is inputted to the receiver 111 via the transmitter/receiver switch 110. When a received signal is input to the receiver 111, the reception indicator light 105 lights up and the transmission/reception switch 110 is switched to the transmission state. 112 is
This is a pulse compression circuit that compresses the received signal amplified by the receiver 111 into pulses. 113 is a variable delay circuit, which transmits the pulses from the pulse compression circuit 112 to the depth meter 114.
The delay is performed according to the depth of the slave station 100 measured by the slave station 100, but in order to distinguish this depth information and send it to the master station 50, this delay operation is performed once every two times as described later. function, and the delay time is O in other cases. Note that when measuring depth using the water pressure sensors in the depth gauge 114 and the water temperature/depth gauge 79, the measured depth also changes due to changes in waves, making it impossible to obtain an accurate value, so the depth is averaged. This eliminates the influence of waves. 115 is a trigger generation circuit that generates a trigger for starting transmission, and when the inclination of the slave station 100 is within a predetermined range according to the inclinometer 116, that is, the central LED
Only when the variable delay circuit 113 (shown in FIG. 3) is lit, when a pulse is input from the variable delay circuit 113, a trigger is output from the trigger generation circuit 115. 117 is an LMF signal generation circuit that outputs an LMF signal based on the trigger from the trigger generation circuit 115; 118 is a transmitter that amplifies the power of the LMF signal from the LMF signal generation circuit 117; The output signal of 118 is the transmitter/receiver switch 1]0
The signal is applied to the transducer 101 via the transducer 101.

以下に、上記の親局50及び子局100における動作を
説明する。
The operations of the master station 50 and slave station 100 will be described below.

親局50及び子局100を、第1図に示したように、計
測者により測定したい2点間に立て、不図示の電源スィ
ッチをオンにすると、親局50においては、表示器53
に水温及び深度とともに親局50の傾きが表示されるの
で、当該親局50の傾きが極小となるように垂直に保持
する。一方、子局100においても、LED表示器10
4の中央のLEDtか点灯するように垂直に立てる。こ
の状態で親局50の計測釦56を押すと、このとき親局
50をほぼ垂直に保持しているときに限り親局50の送
受波器51より超音波か送波されるとともに、タイマ7
7の計時が開始され、又、送信表示灯57か点灯される
As shown in FIG. 1, when the operator stands the master station 50 and slave station 100 between two points to be measured and turns on the power switch (not shown), the master station 50 displays the display 53.
Since the inclination of the master station 50 is displayed together with the water temperature and depth, the master station 50 is held vertically so that the inclination of the master station 50 is minimal. On the other hand, also in the slave station 100, the LED display 10
Stand it vertically so that the LED in the center of number 4 lights up. When the measurement button 56 of the master station 50 is pressed in this state, ultrasonic waves are transmitted from the transducer 51 of the master station 50 only when the master station 50 is held almost vertically, and the timer 7
7 is started, and the transmission indicator light 57 is also turned on.

親局50よI)送波した超音波か子局]O○の送受波器
101で受波されると、受信表示灯105が点灯される
とともに、この受波信号はパルス圧縮回路112にてパ
ルス圧縮された後、可変遅延回路113に送出される。
When the transmitted ultrasonic wave is received by the transmitter/receiver 101 of the master station 50 and the slave station] O○, the reception indicator light 105 is lit, and the received signal is transmitted to the pulse compression circuit 112. After the pulse is compressed, it is sent to the variable delay circuit 113.

この可変遅延回路114では最初は、遅延時間をOにし
てパルス圧縮回路112よりのパルスをトリガ発生回路
115に送出する。このとき子局100をほぼ垂直に保
持しているときに限り、トリガ発生回路115よりトリ
ガが発生されるので、この子局100より応答信号とし
て超音波が送波される。可変遅延回路113での遅延時
間をOとしたときに子局か、親局50よりの超音波を受
波してから応答信号を送波するまでの時間(応答時間)
をT。とする。
The variable delay circuit 114 initially sets the delay time to O and sends the pulse from the pulse compression circuit 112 to the trigger generation circuit 115. At this time, only when the slave station 100 is held substantially vertically, the trigger generation circuit 115 generates a trigger, so that the slave station 100 transmits an ultrasonic wave as a response signal. When the delay time in the variable delay circuit 113 is O, the time from receiving the ultrasonic wave from the slave station or the master station 50 to transmitting the response signal (response time)
T. shall be.

子局100から応答信号として送波した超音波は親局5
0の送受波器51で受波され、その受波信号は、送受切
換器74.受信器75を介してパルス圧縮回路76でパ
ルス圧縮されてタイマ77に送出されることにより、タ
イマ77は計時を停止して、前記トリガ発生回路71の
トリガ発生時点t1からパルス圧縮回路76よりのパル
ス出力時点t、まで計時した時間T+(= t t−t
 、>が距離演算部78に送出される。
The ultrasonic wave transmitted as a response signal from the slave station 100 is sent to the master station 5.
The received signal is received by the transmitter/receiver 51 of the transmitter/receiver 74 . The pulse is compressed by the pulse compression circuit 76 via the receiver 75 and sent to the timer 77, so that the timer 77 stops measuring time and starts the pulse compression circuit 76 from the trigger generation time t1 of the trigger generation circuit 71. The time T+ (= t t-t
, > are sent to the distance calculation section 78.

今述べた動作でわかるように、正確な測定を期すために
親局50にて計測釦56を押しても両局が垂直でなけれ
ば送波は行われず、又、送波が行われても超音波が計測
者によって遮られたときには測定できない。そこで計測
釦Iを一回押せば、トリガ発生回路71より所定の時間
間隔をおいて継続してトリガが出力されるようになって
いる。
As can be seen from the operation just described, even if you press the measurement button 56 on the master station 50 to ensure accurate measurement, if the two stations are not perpendicular, the wave will not be transmitted, and even if the wave is transmitted, the wave will not be transmitted. If the sound waves are blocked by the person measuring them, they cannot be measured. Therefore, when the measurement button I is pressed once, the trigger generation circuit 71 continuously outputs a trigger at predetermined time intervals.

この制御により、親局5oがら次に超音波が出力され、
その超音波が子局100て受波されたとき、今度は可変
遅延回路]13において、パルス圧縮回路112より出
力されたパルスは、深度計114で計測された子局10
0の深度り、に対応した遅延時間TDtだけ遅延されて
トリガ発生回路115に送出されるので、このときの子
局100での応答時間は(T o+ T Dりとなる。
With this control, the master station 5o outputs ultrasonic waves,
When the ultrasonic waves are received by the slave station 100, the pulses outputted from the pulse compression circuit 112 are transmitted to the slave station 100 measured by the depth gauge 114 in the variable delay circuit 13.
Since the signal is delayed by the delay time TDt corresponding to the depth of 0 and sent to the trigger generation circuit 115, the response time at the slave station 100 at this time is (T o + T D ).

子局100よりこのときに応答信号として送波した超音
波が親局50て受波され、このときにタイマ77て計時
された時間をT、(>T、)とする。
The ultrasonic wave transmitted as a response signal from the slave station 100 at this time is received by the master station 50, and the time measured by the timer 77 at this time is assumed to be T, (>T,).

このように可変遅延回路113では、遅延時間として0
とT。1とが交互に設定されるので、親局50では二つ
の計時時間T、、T、が得られることになる。T、−T
、=TD、であり、この遅延時間T Dtは子局100
0)fi度り、を表す。又、T、−T。
In this way, the variable delay circuit 113 has a delay time of 0.
and T. 1 are set alternately, so the master station 50 obtains two measured times T, , T. T, -T
, =TD, and this delay time T Dt is
0) Represents fi degrees. Also, T, -T.

は、両局間の直距離りを超音波が往復するのに要した正
味の伝搬時間である。
is the net propagation time required for the ultrasonic wave to travel the direct distance between the two stations.

距離演算部78では、水温・深度計79で測定された水
温および深度D1がら測定時の超音波の水中伝搬速度V
Xが演算され、この速度VXに、片道の超音波の伝搬時
間(T’、−T。)/2を乗じることにより、両局間の
直距離りが演算される。又、深度D1と、前記の遅延時
間T Dtがら得た深度り。
The distance calculation unit 78 calculates the underwater propagation velocity V of the ultrasonic wave at the time of measurement based on the water temperature and depth D1 measured by the water temperature/depth meter 79.
X is calculated, and by multiplying this velocity VX by one-way ultrasonic propagation time (T', -T.)/2, the direct distance between the two stations is calculated. Also, the depth obtained from the depth D1 and the delay time T Dt.

とから両局の深度差ID、−D、lが演算され、この深
度差ID、−D、lと前記直距離りとから三平方の定理
を用いて両局間の水平距離Hが演算される。
From this, the depth difference ID, -D, l between the two stations is calculated, and from this depth difference ID, -D, l and the direct distance, the horizontal distance H between the two stations is calculated using the Pythagorean theorem. Ru.

表示器53には、測定された水平距離H1直距離りや深
度DI、深度差ID、−D、lが表示される。
The measured horizontal distance H1, direct distance, depth DI, depth difference ID, -D, and l are displayed on the display 53.

この状態でデータ記憶部58を押せば、データ番号と共
にこれらのデータかデータ記憶部54に記憶される。デ
ータ記憶部54に記憶させたデータは表示釦59を押す
ことにより測定順に順次表示される。
If the data storage section 58 is pressed in this state, these data are stored in the data storage section 54 along with the data number. The data stored in the data storage section 54 are sequentially displayed in the order of measurement by pressing the display button 59.

子局100での深度情報を送出する他の方法としては、
子局100か受波すると、まず遅延時間0で第1のパル
スを送波しくこの場合の応答時間T、)、続いて深度り
、に対応する遅延時間TD、で第2のパルスを送波しく
応答時間はT。+T D、)、親局では、第1のパルス
の受信タイミングから両局間の直距離りを、そして、第
1と第2のパルス間隔から子局100の深度り、を得る
といった方法も考えられる。
Another method for transmitting depth information in the slave station 100 is as follows.
When the slave station 100 receives a signal, it first sends a first pulse with a delay time of 0 (in this case, the response time T,), and then sends a second pulse with a delay time TD corresponding to the depth. The response time is T. +T D, ), the master station could also obtain the direct distance between the two stations from the reception timing of the first pulse, and the depth of the slave station 100 from the first and second pulse intervals. It will be done.

又、−台の親局50て2台の子局100を用いて同時に
距離測定を行うには、送波する超音波の周波数を変える
とともに送波タイミングを異ならせればよい。
Furthermore, in order to measure the distance simultaneously using two slave stations 100 and one master station 50, it is sufficient to change the frequency of the ultrasonic waves to be transmitted and also to vary the transmission timing.

尚、上記実施例では、両局の深度差を検出することによ
り正確な水平距離を得るようにしたが、測定2点間に高
度差がないとき、あるいは深度差が僅かなためにこれを
無視するならば、子局100において深度計114およ
び可変遅延回路113は不要であり、親局50において
は、演算された直距離りを水平距111fHとすればよ
い。
In the above embodiment, accurate horizontal distance was obtained by detecting the depth difference between the two stations, but this is ignored when there is no altitude difference between the two measurement points or because the depth difference is small. If so, the depth meter 114 and the variable delay circuit 113 are not necessary in the slave station 100, and the calculated direct distance may be set as the horizontal distance 111fH in the master station 50.

又、上記の実施例では、超音波式水中スタッフとして親
局50と子局100とに区別して親局50側においての
み測定可能としたが、親局50に子局100の応答機能
を持たせたものを2基用いることにより、いずれの局か
らも測定可能とすることもできる。即ち、第6図に示し
たように、第4図図示の親局50に対して、子局として
機能させるために、受信器75に受信表示8Iが付加さ
れるとともに、パルス圧縮回路76よりのパルスを、水
温・深度計79で計測された深度に応じて遅延させるた
めの可変遅延回路81か付加され、この可変遅延回路8
1より出力されるパルスをトリガ発生回路71に対する
トリガ信号としている。
Furthermore, in the above embodiment, the ultrasonic underwater staff is divided into the master station 50 and the slave station 100, and measurement is possible only on the master station 50 side. By using two stations, measurements can be made from either station. That is, as shown in FIG. 6, in order to make the master station 50 shown in FIG. 4 function as a slave station, a reception indicator 8I is added to the receiver 75, and the pulse compression circuit 76 A variable delay circuit 81 is added to delay the pulse according to the depth measured by the water temperature/depth gauge 79.
The pulse output from 1 is used as a trigger signal for the trigger generation circuit 71.

又、データ記憶部54に記憶された測定データを外部の
パーソナルコンピニータに送出できるように、R323
2C等のインタフェースを設けてもよい。
In addition, the R323
An interface such as 2C may also be provided.

第7図(A)は、第2図および第3図に示した超音波式
水中スタッフの別の形態例であり、各制御回路は、上部
の筐体71内に収納され、72は、表示器のための表示
窓である。筐体71の頂部には送受波器73が設けられ
、筐体71の下端からは細長い棒状の円柱74.75が
2段に設けられており、下部の円柱75の下端部に位置
するのは、軟弱な海底で安定して保持できるようにした
台座76である。下部の円柱75内に電池が収納され、
上部の円柱74を切り離すことにより第7図(B)のよ
うにり、全長を短くすることもできる。
FIG. 7(A) is another example of the ultrasonic underwater staff shown in FIGS. 2 and 3, in which each control circuit is housed in an upper housing 71, and 72 is a display. It is a display window for the vessel. A transducer 73 is provided at the top of the casing 71, and elongated rod-shaped cylinders 74 and 75 are provided in two stages from the bottom end of the casing 71. This is a pedestal 76 that can be stably held on a soft seabed. A battery is housed in the lower cylinder 75,
By cutting off the upper cylinder 74, the overall length can be shortened as shown in FIG. 7(B).

「考案の効果コ 以上説明したように、この発明は、扱い易いようにスタ
ッフ形状とし、かつ、両測定装置を接続するようなケー
ブルを用いずに超音波を用いて距離測定を行うようにし
たので、水中の測定困難な場所においても簡便にかつ正
確に2点間の距離測定か可能となる。
``Effects of the invention'' As explained above, this invention uses a staff-shaped device for easy handling, and uses ultrasonic waves to measure distance without using a cable to connect both measuring devices. Therefore, it is possible to easily and accurately measure the distance between two points even in places underwater where measurement is difficult.

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

第1図はこの発明の超音波式水中スタッフにおける使用
方法を示す斜視図、 第2図及び第3図は、この発明の一実施例を示す親局及
び子局の外観を示す正面図、 第4図及び第5図は、第2図及び第3図における親局及
び子局の制御ブロック図、 第6図は、この発明の別の構成になる超音波式水中スタ
ッフの制御ブロック図、 第7図(A)および第7図(B)は、別の形態になる超
音波式水中スタッフの外観を示す図、第8図は、従来の
水中距離計測装置の概略構成図、 第9図は、第8図の装置の動作を示すタイムチャート 第10図は従来の別の水中距離測定装置の概略構成を示
す図である。 81.113 ・可変遅延回路、 104・・LED表示器。 5Q・・・親局、10岬・・子局、 51.101・・送受波器、 52.102・・・制御回路、 53・・・表示器、54・・・データ記憶部、55.1
03・・・電池、56・・計測釦、57・・・送信表示
灯、58・・・データ記憶部、59・表示釦、60 ・
リセット釦、 70.116・・・傾斜計、 71.115・・トリガ発生回路、 72.117・・・LMF信号発生回路、73.118
・送信器、 74.110・・送受切換、 75.111・・・受信器、 76.112・・・パルス圧縮回路、 77・・タイマ、78・・距離演算部、79・・・水温
・深度計、 80.105・・・受信表示灯、
FIG. 1 is a perspective view showing how to use the ultrasonic underwater staff of the present invention. FIGS. 2 and 3 are front views showing the appearance of a master station and a slave station showing an embodiment of the present invention. 4 and 5 are control block diagrams of the master station and slave station in FIGS. 2 and 3. FIG. 6 is a control block diagram of an ultrasonic underwater staff having another configuration of the present invention. Figures 7 (A) and 7 (B) are diagrams showing the external appearance of an ultrasonic underwater staff in another form, Figure 8 is a schematic configuration diagram of a conventional underwater distance measuring device, and Figure 9 is , a time chart showing the operation of the device shown in FIG. 8. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of another conventional underwater distance measuring device. 81.113 - Variable delay circuit, 104... LED display. 5Q... Master station, 10 Misaki... Slave station, 51.101... Transducer/receiver, 52.102... Control circuit, 53... Display, 54... Data storage unit, 55.1
03...Battery, 56...Measurement button, 57...Transmission indicator light, 58...Data storage section, 59.Display button, 60.
Reset button, 70.116... Inclinometer, 71.115... Trigger generation circuit, 72.117... LMF signal generation circuit, 73.118
・Transmitter, 74.110...Transmission/reception switching, 75.111...Receiver, 76.112...Pulse compression circuit, 77...Timer, 78...Distance calculation section, 79...Water temperature/depth Total, 80.105...Reception indicator light,

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)水中2点に設けた親局と子局との間の水平距離を
測定する超音波式水中スタッフであり、親局は、当該親
局の深度を計測する深度計測手段と、超音波を送受波す
る送受波手段と、前記送受波手段から子局への送波の結
果、子局より送波される応答信号の受波タイミングから
両局間の直距離を演算するとともに、前記応答信号から
得た子局の深度と、前記深度計測手段で計測した親局の
深度とから両局間の深度差を演算し、該深度差と前記直
距離とから両局の水平距離を演算する演算手段と、前記
演算手段で演算された距離を表示する表示手段とを備え
たことを特徴とする超音波式水中スタッフ。
(1) An ultrasonic underwater staff that measures the horizontal distance between a master station and a slave station installed at two points underwater. a wave transmitting/receiving means for transmitting and receiving waves; and as a result of the wave transmission from the wave transmitting/receiving means to the slave station, the direct distance between the two stations is calculated from the reception timing of a response signal transmitted from the slave station, and A depth difference between the two stations is calculated from the depth of the slave station obtained from the signal and the depth of the master station measured by the depth measuring means, and a horizontal distance between the two stations is calculated from the depth difference and the direct distance. An ultrasonic underwater staff comprising a calculation means and a display means for displaying the distance calculated by the calculation means.
(2)水中2点に設けた親局と子局との間の水平距離を
測定する超音波式水中スタッフであり、子局は、当該子
局の深度を計測する深度計測手段と、超音波を送受波す
る送受波手段と、親局より送波した超音波を前記送受波
手段が受波したとき、この超音波の受波に呼応して前記
深度計測手段で計測した深度の情報を応答信号として前
記送受波手段より親局へ超音波を送波する制御手段とを
備えたことを特徴とする超音波式水中スタッフ。
(2) An ultrasonic underwater staff that measures the horizontal distance between a master station and a slave station installed at two points underwater. a wave transmitting/receiving means for transmitting and receiving ultrasonic waves, and when said wave transmitting/receiving means receives ultrasonic waves transmitted from a master station, in response to the reception of said ultrasonic waves, responds with information on the depth measured by said depth measuring means. An ultrasonic underwater staff characterized by comprising: control means for transmitting ultrasonic waves from the wave transmitting/receiving means to a master station as a signal.
(3)水中2点に設けて2点間の距離を測定する超音波
式水中スタッフであり、 当該スタッフの深度を計測する深度計測手段と、超音波
を送受波する送受波手段と、前記送受波手段から応答局
としての他のスタッフへの送波の結果、他のスタッフよ
り送波される応答信号から他のスタッフとの直距離を演
算するとともに、前記応答信号から得た他のスタッフの
深度と、当該スタッフの深度計測手段で計測した深度と
から他のスタッフとの深度差を演算し、該深度差と前記
直距離とから他のスタッフとの水平距離を演算する演算
手段と、前記演算手段で演算された距離を表示する表示
手段とを備え、当該スタッフを応答局として用いたとき
は、他のスタッフより送波した超音波を当該スタッフの
送受波手段が受波したとき、この超音波の受波に呼応し
て当該スタッフの深度計測手段で計測した深度の情報を
応答信号として前記送受波手段より他のスタッフへ送波
することを特徴とする超音波式スタッフ。
(3) An ultrasonic underwater staff that is installed at two points underwater to measure the distance between the two points, comprising a depth measuring means for measuring the depth of the staff, a wave transmitting/receiving means for transmitting and receiving ultrasonic waves, and the transmitting/receiving means for transmitting and receiving ultrasonic waves. As a result of wave transmission from the wave means to another staff as a response station, the direct distance to the other staff is calculated from the response signal transmitted by the other staff, and the direct distance of the other staff obtained from the response signal is calculated. a calculation means for calculating a depth difference between the staff and another staff from the depth and the depth measured by the depth measuring means of the staff, and calculating a horizontal distance between the staff and the other staff from the depth difference and the direct distance; and a display means for displaying the distance calculated by the calculation means, and when the staff member is used as a response station, when the staff member's wave transmitting/receiving means receives an ultrasonic wave transmitted from another staff member, An ultrasonic staff characterized in that, in response to reception of ultrasonic waves, depth information measured by a depth measuring means of the staff is transmitted as a response signal from the wave transmitting/receiving means to other staff members.
(4)上記子局あるいは応答局は、他の局よりの送波信
号の受波に呼応して応答信号を出力し、次の受波タイミ
ングで深度計測手段で計測した深度に対応した遅延時間
後に応答信号を出力する請求項1ないし3のいずれかに
記載の水中スタッフ。
(4) The slave station or response station outputs a response signal in response to reception of a transmission signal from another station, and has a delay time corresponding to the depth measured by the depth measurement means at the next reception timing. The underwater staff according to any one of claims 1 to 3, which outputs a response signal afterwards.
(5)筐体の傾きを検出する傾斜検出手段を備え、該傾
斜検出手段の検出により、筐体がほぼ垂直に保たれてい
るときに限り測定を許可する請求項1ないし4のいずれ
かに記載の超音波式水中スタッフ。
(5) Any one of claims 1 to 4, further comprising inclination detection means for detecting the inclination of the casing, and allowing measurement only when the casing is maintained substantially vertically as determined by the detection by the inclination detection means. Ultrasonic underwater staff described.
(6)握持可能な径及び人の身長を上回る長さとした筒
状の筐体を有し、かつ該筐体の下端は先細りの形状をな
し、上端には上記送受波手段が設けられる請求項1ない
し5のいずれかに記載の超音波式水中スタッフ。
(6) A claim that has a cylindrical casing with a diameter that can be grasped and a length that exceeds a person's height, the casing has a tapered lower end, and the above-mentioned wave transmitting/receiving means is provided at the upper end. The ultrasonic underwater staff according to any one of Items 1 to 5.
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