JPH0483193A - 超音波センサ - Google Patents
超音波センサInfo
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- JPH0483193A JPH0483193A JP2198176A JP19817690A JPH0483193A JP H0483193 A JPH0483193 A JP H0483193A JP 2198176 A JP2198176 A JP 2198176A JP 19817690 A JP19817690 A JP 19817690A JP H0483193 A JPH0483193 A JP H0483193A
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- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (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］
本発明は、超音波パルスを送波し、物体からの反射波を
検出することで物体の有無を判断する超音波センサに関
するものである。
検出することで物体の有無を判断する超音波センサに関
するものである。
［従来の技術］
従来、超音波パルスの反射を利用して物体を検出する超
音波センサが広く用いられている。この種の超音波セン
サでは、超音波振動子の振動面に異物が付着したり、あ
るいは断線等の状態になれば、物体が存在していても、
これを検出できなくなる。そこで、第２図に示すような
原理により、振動面への異物付着や断線等の異常を検出
することが考えられる。
音波センサが広く用いられている。この種の超音波セン
サでは、超音波振動子の振動面に異物が付着したり、あ
るいは断線等の状態になれば、物体が存在していても、
これを検出できなくなる。そこで、第２図に示すような
原理により、振動面への異物付着や断線等の異常を検出
することが考えられる。
第２図（ａ） 、 （ｂ）は超音波送波部から取り出し
た信号Ｓの波形図であり、同図（、）は超音波振動子の
振動面への異物付着や断線等の異常が無い場合であり、
同図（ｂ）はこのような異常が有る場合である。上記各
図から明らかなように、異常が無い場合には、信号Ｓの
持続時間は長く、しかも減衰するときには時間を掛けて
減衰する０反対に、異常が有る場合には、信号Ｓの持続
時間は短く、しかも減衰するときには素早く減衰する。
た信号Ｓの波形図であり、同図（、）は超音波振動子の
振動面への異物付着や断線等の異常が無い場合であり、
同図（ｂ）はこのような異常が有る場合である。上記各
図から明らかなように、異常が無い場合には、信号Ｓの
持続時間は長く、しかも減衰するときには時間を掛けて
減衰する０反対に、異常が有る場合には、信号Ｓの持続
時間は短く、しかも減衰するときには素早く減衰する。
この信号減衰の様子を第２図（ｅ）に示す０図中、縦軸
は信号Ｓの包路線のレベルであり、横軸は時間である。
は信号Ｓの包路線のレベルであり、横軸は時間である。
また、減衰波形ａは第２図（ａ）の場合の信号Ｓのしベ
ル変化を示しており、減衰波形すは第２図（ｂ）の場合
の信号Ｓのレベル変化を示している６以上の第２図（ａ
）〜（ｅ）から明らかなように、信号Ｓのレベルが所定
値ｖｔｈを下回る時刻が時刻Ｔ０よりも遅い場合は異常
無し、時刻Ｔ０よりも早い場合には異常有りと判定する
ことができる。
ル変化を示しており、減衰波形すは第２図（ｂ）の場合
の信号Ｓのレベル変化を示している６以上の第２図（ａ
）〜（ｅ）から明らかなように、信号Ｓのレベルが所定
値ｖｔｈを下回る時刻が時刻Ｔ０よりも遅い場合は異常
無し、時刻Ｔ０よりも早い場合には異常有りと判定する
ことができる。
［発明が解決しようとする課題］
上述の第２図に示す方式では、超音波振動子の特性のば
らつきにより、超音波振動子の駆動周波数と超音波振動
子の共振周波数とがずれた場合には、送波終了後の初期
状態において、超音波送波部から取り出される信号Ｓの
レベルが第３図（ｅ）の減衰波形ａ、ｂのように急激に
減衰することがあり、このような場合には、超音波振動
子の振動面の異物付着や断線等の異常が無いときにも、
誤って異常有りと判定することがあった。
らつきにより、超音波振動子の駆動周波数と超音波振動
子の共振周波数とがずれた場合には、送波終了後の初期
状態において、超音波送波部から取り出される信号Ｓの
レベルが第３図（ｅ）の減衰波形ａ、ｂのように急激に
減衰することがあり、このような場合には、超音波振動
子の振動面の異物付着や断線等の異常が無いときにも、
誤って異常有りと判定することがあった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、超音波パルスを送波し、物体か
らの反射波を検出することで物体の有無を判断する超音
波センサにおいて、超音波振動子の振動面への異物付着
や断線等の異常の有無を確実に判定可能とすることにあ
る。
の目的とするところは、超音波パルスを送波し、物体か
らの反射波を検出することで物体の有無を判断する超音
波センサにおいて、超音波振動子の振動面への異物付着
や断線等の異常の有無を確実に判定可能とすることにあ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、超音波パルスを送波し、物体からの反
射波を受波することで物体の有無を検知する超音波セン
サにおいて、超音波送波部２から取り出した信号Ｓのレ
ベルが第１及び第２のスレショルド値Ｖ、、Ｖ２を下回
る時刻をそれぞれ判定する第１及び第２の比較部１０．
１１と、第１及び第２の比較部１０．１１により判定さ
れた時刻の差を求める時間幅検出部７２と、検出された
時間幅を所定時間７ｔｈと比較することにより異常の有
無を判定する時間幅比較部７３とを設けたことを特徴と
するものである。
図に示すように、超音波パルスを送波し、物体からの反
射波を受波することで物体の有無を検知する超音波セン
サにおいて、超音波送波部２から取り出した信号Ｓのレ
ベルが第１及び第２のスレショルド値Ｖ、、Ｖ２を下回
る時刻をそれぞれ判定する第１及び第２の比較部１０．
１１と、第１及び第２の比較部１０．１１により判定さ
れた時刻の差を求める時間幅検出部７２と、検出された
時間幅を所定時間７ｔｈと比較することにより異常の有
無を判定する時間幅比較部７３とを設けたことを特徴と
するものである。
［作用］
本発明の超音波センサにあっては、このように、超音波
送波部２から取り出した信号Ｓのレベルが第１及び第２
のスレショルド値Ｖ、、Ｖ２を下回る時刻の差を減衰に
要する時間幅として検出するようにしたから、超音波振
動子１の駆動周波数と共振周波数が一致しない場合でも
、第１及び第２のスレショルド値Ｖ、、Ｖ、を適切に設
定しておけば、異常の有無に応じて変化する時間幅を検
出することでき、これを所定時間７ｔｈと比較すること
により、異常の有無を確実に判定することができる。
送波部２から取り出した信号Ｓのレベルが第１及び第２
のスレショルド値Ｖ、、Ｖ２を下回る時刻の差を減衰に
要する時間幅として検出するようにしたから、超音波振
動子１の駆動周波数と共振周波数が一致しない場合でも
、第１及び第２のスレショルド値Ｖ、、Ｖ、を適切に設
定しておけば、異常の有無に応じて変化する時間幅を検
出することでき、これを所定時間７ｔｈと比較すること
により、異常の有無を確実に判定することができる。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例のブロック図である。
以下、その構成について説明する。１は超音波振動子で
あり、超音波パルスを送波すると共に、物体からの反射
波を受波する機能を有する。２は送波部であり、制御部
７から出力される送波パルスを増幅して超音波振動子１
を駆動する。３は受渡増幅部であり、超音波振動子１で
得られた受渡信号を増幅する。４は受渡検波部であり、
受渡信号を検波して、その振幅成分を取り出す、５は受
渡比較部であり、受渡信号の振幅成分を所定値ｖｔｈと
比較する。受渡信号の振幅成分が所定値ｖｔｈを越える
場合には、制御部７に高レベルの信号が入力される。６
は報知部であり、制御部７により物体育つと判断された
場合には、音または光などによる報知動作を行う、この
報知部６は、超音波振動子１の振動面への異物付着ある
いは断線等の異常が検出された場合に、その報知動作も
行う。
あり、超音波パルスを送波すると共に、物体からの反射
波を受波する機能を有する。２は送波部であり、制御部
７から出力される送波パルスを増幅して超音波振動子１
を駆動する。３は受渡増幅部であり、超音波振動子１で
得られた受渡信号を増幅する。４は受渡検波部であり、
受渡信号を検波して、その振幅成分を取り出す、５は受
渡比較部であり、受渡信号の振幅成分を所定値ｖｔｈと
比較する。受渡信号の振幅成分が所定値ｖｔｈを越える
場合には、制御部７に高レベルの信号が入力される。６
は報知部であり、制御部７により物体育つと判断された
場合には、音または光などによる報知動作を行う、この
報知部６は、超音波振動子１の振動面への異物付着ある
いは断線等の異常が検出された場合に、その報知動作も
行う。
以上の構成の他に、第１図に示す回路では、送波部２か
ら取り出した信号Ｓのレベルを判定するために、増幅部
８と検波部９並びに第１及び第２の比較部１０．１１を
備えている。増幅部８では、送波部２から取り出した信
号Ｓを増幅する。検波部９では、増幅部８の出力を検波
して信号Ｓの包絡線のレベルを検出する。第１の比較部
１０では、信号Ｓのレベルを第１のスレショルド値Ｖ１
と比較する。第２の比較部１１では、信号Ｓのレベルを
第２のスレショルド値Ｖ２（＜Ｖｌ）と比較する。
ら取り出した信号Ｓのレベルを判定するために、増幅部
８と検波部９並びに第１及び第２の比較部１０．１１を
備えている。増幅部８では、送波部２から取り出した信
号Ｓを増幅する。検波部９では、増幅部８の出力を検波
して信号Ｓの包絡線のレベルを検出する。第１の比較部
１０では、信号Ｓのレベルを第１のスレショルド値Ｖ１
と比較する。第２の比較部１１では、信号Ｓのレベルを
第２のスレショルド値Ｖ２（＜Ｖｌ）と比較する。
第１及び第２の比較部１０．１１の比較出力は制御部７
にそれぞれ入力される。
にそれぞれ入力される。
次に、制御部７について説明する。この制御部７は、発
振部７１と、時間幅検出部７２と、時間幅比較部７３と
、受波判断部７４とを備えている。
振部７１と、時間幅検出部７２と、時間幅比較部７３と
、受波判断部７４とを備えている。
発振部７１は所定の周期で送波パルスを発生し、送波部
２に与える０時間幅検出部７２では、送波部２かち取り
出した信号Ｓのレベルが第１のスレショルド値Ｖ、を下
回ってから第２のスレショルド値Ｖ２（＜Ｖｌ＞を下回
るまでの時間幅を検出する。
２に与える０時間幅検出部７２では、送波部２かち取り
出した信号Ｓのレベルが第１のスレショルド値Ｖ、を下
回ってから第２のスレショルド値Ｖ２（＜Ｖｌ＞を下回
るまでの時間幅を検出する。
時間幅比較部７３では、検出された時間幅が所定の時間
７ｔｈよりも長いときには“異常無し”、所定の時間７
ｔｈよりも短いときには“異常有り”と判定する。そし
て、“異常有り”と判定された場合には、報知部６で“
異常有り”を知らせるための第１の報知動作を行う、“
異常無し”と判定された場合には、受渡判断部７４で受
波の有無を判定し、物体からの反射波が受波された場合
には、報知部６で“物体有り”を知らせるための第２の
報知動作を行う。
７ｔｈよりも長いときには“異常無し”、所定の時間７
ｔｈよりも短いときには“異常有り”と判定する。そし
て、“異常有り”と判定された場合には、報知部６で“
異常有り”を知らせるための第１の報知動作を行う、“
異常無し”と判定された場合には、受渡判断部７４で受
波の有無を判定し、物体からの反射波が受波された場合
には、報知部６で“物体有り”を知らせるための第２の
報知動作を行う。
第１の報知動作と第２の報知動作は、識別回前な音また
は光を用いて行えば良い。
は光を用いて行えば良い。
第３図は本実施例の動作説明図である。第３図（ａ）
、 （ｂ）は超音波送波部２から取り出した信号Ｓの波
形図であり、同図（ａ）は超音波振動子１の振動面への
異物付着や断線等の異常が無い場合であり、同図（ｂ）
はこのような異常が有る場合である。
、 （ｂ）は超音波送波部２から取り出した信号Ｓの波
形図であり、同図（ａ）は超音波振動子１の振動面への
異物付着や断線等の異常が無い場合であり、同図（ｂ）
はこのような異常が有る場合である。
上記各国から明らかなように、異常が無い場合には、信
号Ｓは時間を掛けて減衰し、異常が有る場合には、信号
Ｓは素早く減衰する。この信号減衰の様子を第３図（ｃ
）に示す０図中、縦軸は信号Ｓのレベルであり、横軸は
時間である。また、減衰波形ａは第３図（ａ）の場合の
信号Ｓのレベル変化を示しており、減衰波形すは第３図
（ｂ）の場合の信号Ｓのレベル変化を示している。
号Ｓは時間を掛けて減衰し、異常が有る場合には、信号
Ｓは素早く減衰する。この信号減衰の様子を第３図（ｃ
）に示す０図中、縦軸は信号Ｓのレベルであり、横軸は
時間である。また、減衰波形ａは第３図（ａ）の場合の
信号Ｓのレベル変化を示しており、減衰波形すは第３図
（ｂ）の場合の信号Ｓのレベル変化を示している。
ここで、超音波振動子１の駆動周波数と共振周波数とが
ずれていると仮定すると、減衰波形ａ、ｂは送波パルス
終了後の初期状態では共に急激に降下する。その後は、
異常が無い場合の減衰波形ａは緩やかに降下し、反対に
、異常が有る場合の減衰波形すは急激に降下する。した
がって、信号Ｓのレベルが第１のスレショルド値■１を
下回った後、第２のスレショルド値■、を下回るまでに
要する時間Ｔａが所定の時間Ｔｔｈよりも長いときには
、′異常無し”と判定することができる。また、信号Ｓ
のレベルが第１のスレショルド値Ｖ、を下回った後、第
２のスレショルド値ｖ２を下回るまでに要する時間Ｔｂ
が所定の時間７ｔｈよりも短いときには、“異常有り”
と判定することができる。
ずれていると仮定すると、減衰波形ａ、ｂは送波パルス
終了後の初期状態では共に急激に降下する。その後は、
異常が無い場合の減衰波形ａは緩やかに降下し、反対に
、異常が有る場合の減衰波形すは急激に降下する。した
がって、信号Ｓのレベルが第１のスレショルド値■１を
下回った後、第２のスレショルド値■、を下回るまでに
要する時間Ｔａが所定の時間Ｔｔｈよりも長いときには
、′異常無し”と判定することができる。また、信号Ｓ
のレベルが第１のスレショルド値Ｖ、を下回った後、第
２のスレショルド値ｖ２を下回るまでに要する時間Ｔｂ
が所定の時間７ｔｈよりも短いときには、“異常有り”
と判定することができる。
なお、超音波振動子１の駆動周波数と超音波振動子の共
振周波数とが一致している場合には、第２図（ｅ）に示
すような減衰波形ａ、ｂとなるが、この場合にも、異常
時の減衰波形ａと正常時の減衰波形すはスレショルド値
ｖ１からＶ２への減衰に要する時間幅の比較により確実
に区別することができる。
振周波数とが一致している場合には、第２図（ｅ）に示
すような減衰波形ａ、ｂとなるが、この場合にも、異常
時の減衰波形ａと正常時の減衰波形すはスレショルド値
ｖ１からＶ２への減衰に要する時間幅の比較により確実
に区別することができる。
［発明の効果］
本発明では、上述のように、超音波パルスを送波し、物
体からの反射波を受波することで物体の有無を検知する
超音波センサにおいて、超音波送波部から取り出した信
号のレベルが第１のスレショルド値から第２のスレショ
ルド値まで降下するのに要する時間幅が所定時間より短
いか否かで異常の有無を判定するようにしたから、超音
波振動子の駆動周波数と共振周波数とが一致しない場合
でも、第１及び第２のスレショルド値を適切に設定する
ことにより、異常が有る場合と無い場合とを確実に区別
することができ、超音波振動子の振動面の異物付着や断
線等のように、信号減衰時間の変化を伴う異常の有無を
確実に検出することができるという効果がある。
体からの反射波を受波することで物体の有無を検知する
超音波センサにおいて、超音波送波部から取り出した信
号のレベルが第１のスレショルド値から第２のスレショ
ルド値まで降下するのに要する時間幅が所定時間より短
いか否かで異常の有無を判定するようにしたから、超音
波振動子の駆動周波数と共振周波数とが一致しない場合
でも、第１及び第２のスレショルド値を適切に設定する
ことにより、異常が有る場合と無い場合とを確実に区別
することができ、超音波振動子の振動面の異物付着や断
線等のように、信号減衰時間の変化を伴う異常の有無を
確実に検出することができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
例の動作説明図、第３図は本発明の動作説明図である。 １は超音波振動子、２は送波部、３は受波増幅部、４は
受渡検波部、５は受渡比較部、６は報知部、７は制御部
、８は増幅部、９は検波部、１０は第１の比較部、１１
は第２の比較部、７１は発振部、７２は時間幅検出部、
７３は時間幅比較部、７４は受渡判断部である。
例の動作説明図、第３図は本発明の動作説明図である。 １は超音波振動子、２は送波部、３は受波増幅部、４は
受渡検波部、５は受渡比較部、６は報知部、７は制御部
、８は増幅部、９は検波部、１０は第１の比較部、１１
は第２の比較部、７１は発振部、７２は時間幅検出部、
７３は時間幅比較部、７４は受渡判断部である。
Claims (1)
- （１）超音波パルスを送波し、物体からの反射波を受波
することで物体の有無を検知する超音波センサにおいて
、超音波送波部から取り出した信号のレベルが第１及び
第２のスレショルド値を下回る時刻をそれぞれ判定する
第１及び第２の比較部と、第１及び第２の比較部により
判定された時刻の差を求める時間幅検出部と、検出され
た時間幅を所定時間と比較することにより異常の有無を
判定する時間幅比較部とを設けたことを特徴とする超音
波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198176A JPH0483193A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2198176A JPH0483193A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 超音波センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483193A true JPH0483193A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16386740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2198176A Pending JPH0483193A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0483193A (ja) |
-
1990
- 1990-07-25 JP JP2198176A patent/JPH0483193A/ja active Pending
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