JPH0519051A - 超音波式距離測定装置 - Google Patents
超音波式距離測定装置Info
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- JPH0519051A JPH0519051A JP19740991A JP19740991A JPH0519051A JP H0519051 A JPH0519051 A JP H0519051A JP 19740991 A JP19740991 A JP 19740991A JP 19740991 A JP19740991 A JP 19740991A JP H0519051 A JPH0519051 A JP H0519051A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】超音波式距離測定装置において、受波ノイズの
レベルを考慮して送信をコントロールし、距離測定の安
定化を図る。 【構成】送受波器１からの受信信号を整流検波する検波
回路１３と、検波した受波のピークレベルを測定し、該
受波の前後のノイズレベルを検出し、前記ピークレベル
とノイズレベルとの比を計算し、この計算値と別に定め
た最適値との差を計算し、この差を補正する値を超音波
パルス３の送信出力の制御量に加算（もしくは減算）す
る演算回路１９と、該制御量に比例した駆動電圧を送受
波器１に供給し、送信出力の制御をするパワーコントロ
ール回路１６と、該送信出力の制御にともなう受波のピ
ークレベルより受波の最適検出レベルを計算し、これに
より受波検出する演算回路１９とを備えている。
レベルを考慮して送信をコントロールし、距離測定の安
定化を図る。 【構成】送受波器１からの受信信号を整流検波する検波
回路１３と、検波した受波のピークレベルを測定し、該
受波の前後のノイズレベルを検出し、前記ピークレベル
とノイズレベルとの比を計算し、この計算値と別に定め
た最適値との差を計算し、この差を補正する値を超音波
パルス３の送信出力の制御量に加算（もしくは減算）す
る演算回路１９と、該制御量に比例した駆動電圧を送受
波器１に供給し、送信出力の制御をするパワーコントロ
ール回路１６と、該送信出力の制御にともなう受波のピ
ークレベルより受波の最適検出レベルを計算し、これに
より受波検出する演算回路１９とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波の伝播時間によ
り波高等の変位や距離を測定する超音波式波高計、積雪
深計、水位計等の超音波式距離測定装置に関するもので
ある。
り波高等の変位や距離を測定する超音波式波高計、積雪
深計、水位計等の超音波式距離測定装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の超音波式距離測定装置で
は、送受波器より目標物に向けて超音波パルスを発射
し、該目標物に反射して戻ってくる超音波パルスを受信
し、その往復時間を測定して距離に変換することによ
り、距離測定を行っていた。この際、前記超音波パルス
の送信出力の制御は、周囲の音響ノイズや電気ノイズの
ノイズレベルをある一定値以下と想定して受波の最適検
出レベルを所定レベルに決定し、受波のピークレベルが
前記受波検出レベル以上になるように超音波パルスの送
信出力の制御をするものであった。
は、送受波器より目標物に向けて超音波パルスを発射
し、該目標物に反射して戻ってくる超音波パルスを受信
し、その往復時間を測定して距離に変換することによ
り、距離測定を行っていた。この際、前記超音波パルス
の送信出力の制御は、周囲の音響ノイズや電気ノイズの
ノイズレベルをある一定値以下と想定して受波の最適検
出レベルを所定レベルに決定し、受波のピークレベルが
前記受波検出レベル以上になるように超音波パルスの送
信出力の制御をするものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の超音波式距離測定装置では、距離測定の際に目標物
の音波の反射条件や超音波が伝播する距離や媒体の音響
特性の変化によって反射波のレベルが変化したり、また
周囲の音響ノイズ等のノイズレベルが変化して受波検出
レベルより大きくなった場合、受波の検出ができなくな
ってしまうという欠点があった。本発明は、この従来の
欠点を解消する超音波式距離測定装置を提供しようとす
るものである。
来の超音波式距離測定装置では、距離測定の際に目標物
の音波の反射条件や超音波が伝播する距離や媒体の音響
特性の変化によって反射波のレベルが変化したり、また
周囲の音響ノイズ等のノイズレベルが変化して受波検出
レベルより大きくなった場合、受波の検出ができなくな
ってしまうという欠点があった。本発明は、この従来の
欠点を解消する超音波式距離測定装置を提供しようとす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、送波器から繰
り返し発信される超音波パルスを受波器で受信し、その
伝播時間から目標物までの距離を測定する超音波式距離
測定装置において、前記受波器からの受信信号を整流検
波する検波回路と、検波した受波のピークレベル測定手
段と該受波の前又は後若しくは両方のノイズレベルを検
出し、前記ピークレベルとノイズレベルとの差若しくは
比を計算し、この計算値と別に設定された最適値との差
を計算し、この差をもとにして、その差が小さくなるよ
うに前記超音波パルスの送信出力を制御する制御手段
と、これにともなう受波の最適検出レベルを計算し、こ
れにより受波を検出する手段とを備えたことを特徴とす
る超音波式距離測定装置である。
り返し発信される超音波パルスを受波器で受信し、その
伝播時間から目標物までの距離を測定する超音波式距離
測定装置において、前記受波器からの受信信号を整流検
波する検波回路と、検波した受波のピークレベル測定手
段と該受波の前又は後若しくは両方のノイズレベルを検
出し、前記ピークレベルとノイズレベルとの差若しくは
比を計算し、この計算値と別に設定された最適値との差
を計算し、この差をもとにして、その差が小さくなるよ
うに前記超音波パルスの送信出力を制御する制御手段
と、これにともなう受波の最適検出レベルを計算し、こ
れにより受波を検出する手段とを備えたことを特徴とす
る超音波式距離測定装置である。
【０００５】
【作用】受波器からの受信信号は検波回路において整流
検波され、ピークレベル測定手段によって整流検波され
た受波のピークレベルを測定し、送信出力制御手段によ
って該受波の前又は後若しくは両方のノイズレベルを検
出し、前記ピークレベルとノイズレベルとの差若しくは
比を計算し、この計算値と別に定めた最適値との差を計
算し、この差にもとづいてその差が小さくなるように超
音波パルスの送信出力を制御する。そして、受波検出手
段によって該送信出力の制御にともなう受波の最適レベ
ルを計算し、これにより受波を検出するものである。
検波され、ピークレベル測定手段によって整流検波され
た受波のピークレベルを測定し、送信出力制御手段によ
って該受波の前又は後若しくは両方のノイズレベルを検
出し、前記ピークレベルとノイズレベルとの差若しくは
比を計算し、この計算値と別に定めた最適値との差を計
算し、この差にもとづいてその差が小さくなるように超
音波パルスの送信出力を制御する。そして、受波検出手
段によって該送信出力の制御にともなう受波の最適レベ
ルを計算し、これにより受波を検出するものである。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を図１に基づいて説明する
と、図１は超音波式波高計に適用した具体例を示し、送
受波器１は超音波振動子２、送受切換回路４、受信信号
プリアンプ６及び送信回路８からなり、前記超音波振動
子２は送受切換回路４に接続され、該送受切換回路４は
受信信号プリアンプ６及び送信回路８に接続されてい
る。また、波高計本体１１は、受信信号メインアンプ１
２、検波回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４と、演算回路１
９と、Ｄ／Ａ変換回路１５、パワーコントロール回路１
６、タイミングコントロール回路１７、トリガ回路１８
と、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２１、Ｄ／Ａ変換回路２２とを
備えている。そして、前記受信信号メインアンプ１２は
検波回路１３に、該検波回路１３はＡ／Ｄ変換回路１４
に、該Ａ／Ｄ変換回路１４は演算回路１９に接続されて
いる。また、前記演算回路１９には、前記Ｄ／Ａ変換回
路１５とタイミングコントロール回路１７とが接続さ
れ、該Ｄ／Ａ変換回路１５はパワーコントロール回路１
６に前記タイミングコントロール回路１７はトリガ回路
１８、Ａ／Ｄ変換回路１４及びＤ／Ａ変換回路１５に接
続されている。また一方、前記演算回路１９にはＲＯＭ
２０、ＲＡＭ２１及びＤ／Ａ変換回路２２が接続されて
いる。そして、前記送受波器１の受信信号プリアンプ６
と波高計本体１１の受信信号メインアンプ１２、波高計
本体１１のパワーコントロール回路１６及びトリガ回路
１８と送受波器１の送信回路８とがそれぞれ海底ケーブ
ル９を介して接続されている。
と、図１は超音波式波高計に適用した具体例を示し、送
受波器１は超音波振動子２、送受切換回路４、受信信号
プリアンプ６及び送信回路８からなり、前記超音波振動
子２は送受切換回路４に接続され、該送受切換回路４は
受信信号プリアンプ６及び送信回路８に接続されてい
る。また、波高計本体１１は、受信信号メインアンプ１
２、検波回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４と、演算回路１
９と、Ｄ／Ａ変換回路１５、パワーコントロール回路１
６、タイミングコントロール回路１７、トリガ回路１８
と、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２１、Ｄ／Ａ変換回路２２とを
備えている。そして、前記受信信号メインアンプ１２は
検波回路１３に、該検波回路１３はＡ／Ｄ変換回路１４
に、該Ａ／Ｄ変換回路１４は演算回路１９に接続されて
いる。また、前記演算回路１９には、前記Ｄ／Ａ変換回
路１５とタイミングコントロール回路１７とが接続さ
れ、該Ｄ／Ａ変換回路１５はパワーコントロール回路１
６に前記タイミングコントロール回路１７はトリガ回路
１８、Ａ／Ｄ変換回路１４及びＤ／Ａ変換回路１５に接
続されている。また一方、前記演算回路１９にはＲＯＭ
２０、ＲＡＭ２１及びＤ／Ａ変換回路２２が接続されて
いる。そして、前記送受波器１の受信信号プリアンプ６
と波高計本体１１の受信信号メインアンプ１２、波高計
本体１１のパワーコントロール回路１６及びトリガ回路
１８と送受波器１の送信回路８とがそれぞれ海底ケーブ
ル９を介して接続されている。
【０００７】そして、波高を測定するに際し、前記送受
波器１の超音波振動子２は送信回路８からの送信信号を
受けとって海面に向けて超音波パルス３を発射すると共
に、該海面で反射した超音波パルス３を受信し、この受
信した信号は送受切換回路４で分離されて受信信号５と
なり、この受信信号５は受信信号プリアンプ６で増幅さ
れ海底ケーブル９を介して波高計本体１１の受信信号メ
インアンプ１２に入力される。該受信信号メインアンプ
１２において、前記受信信号は必要なレベルにまで増幅
される。このときの受信信号は図２に示すような交流信
号である。そして、この交流信号は検波回路１３で整流
検波され、受波信号としてＡ／Ｄ変換回路１４で必要な
周波数でサンプリングされてデジタル信号に変換され、
演算回路１９に送出される。そして、該演算回路１９で
は時系列で入力された受波信号から図３に示すように、
受波のピークレベルＡを測定し、次に受波の始め（始
点）と終り（終点）とを検出し、受波の前後の一定時間
の幅でノイズ測定エリアを定めてノイズレベルＤを検出
する。次に演算回路１９は、前記受波ピークレベルＡと
ノイズレベルＤとの比を計算し、この計算値と別に定め
られた最適値との差を計算し、この差を補正する値を今
回の超音波パルスの送信出力の制御量に加算（もしくは
減算）し、これを次回の送信出力の制御量としてＤ／Ａ
変換回路１５に送出する。ただし、受波信号が飽和する
ような制御量の値になった場合は、制御量は飽和しない
値に制限される。そして、前記Ｄ／Ａ変換回路１５でア
ナログ電圧信号に変換された信号は、パワーコントロー
ル回路１６に入力され、新たな制御量に比例した超音波
振動子２の駆動電圧が送受波器１の送信回路８に供給さ
れる。該送信回路８は、トリガ回路１８からトリガ信号
１０が送出されると、超音波振動子２に駆動電圧を送信
信号７として供給し、該超音波振動子２から超音波パル
ス３が発射されることになる。そして、前記演算回路１
９では図３に示すように送信出力の制御にともなう受波
のピークレベルＡを測定してから該受波ピークレベルＡ
の約１／４の値のレベルを受波の最適検出レベルＣと決
定し、受波の立下りと該受波検出レベルＣとの交点を受
波検出ポイントＢとしている。そして、前記演算回路１
９では前記受波検出ポイントＢより超音波の伝播時間を
計算し、該伝播時間と超音波パルスの伝播速度より海面
までの距離を算出する。そして、この波高データはＤ／
Ａ変換回路２２でアナログ信号に変換されて波高データ
アナログ出力２３より出力され、また波高データデジタ
ル出力２４より出力される。このように、前記演算回路
１９において受波のピークレベルＡを測定し、そして該
受波のノイズレベルＤを検出し、前記ピークレベルＡと
ノイズレベルＤとの比を計算し、この計算値と別に定め
られた最適値との差を計算し、この差を補正する値を超
音波パルスの送信出力の制御量に加算（もしくは減算）
し、パワーコントロール回路１６により加算（もしくは
減算）した制御量に比例した駆動電圧を送受波器１に供
給して超音波パルスの送信出力を制御し、そして前記演
算回路１９で送信出力の制御にともなう受波のピークレ
ベルＡより受波の最適検出レベルＣの計算を行い、受波
を検出するので、音響ノイズや電気ノイズのノイズレベ
ルが大きくなったり、また目標物の音波の反射条件や媒
体の音響特性等の変化によって反射波のレベルが変化し
ても受波の検出は確実に行われ、安定した距離測定を行
うことができるものである。
波器１の超音波振動子２は送信回路８からの送信信号を
受けとって海面に向けて超音波パルス３を発射すると共
に、該海面で反射した超音波パルス３を受信し、この受
信した信号は送受切換回路４で分離されて受信信号５と
なり、この受信信号５は受信信号プリアンプ６で増幅さ
れ海底ケーブル９を介して波高計本体１１の受信信号メ
インアンプ１２に入力される。該受信信号メインアンプ
１２において、前記受信信号は必要なレベルにまで増幅
される。このときの受信信号は図２に示すような交流信
号である。そして、この交流信号は検波回路１３で整流
検波され、受波信号としてＡ／Ｄ変換回路１４で必要な
周波数でサンプリングされてデジタル信号に変換され、
演算回路１９に送出される。そして、該演算回路１９で
は時系列で入力された受波信号から図３に示すように、
受波のピークレベルＡを測定し、次に受波の始め（始
点）と終り（終点）とを検出し、受波の前後の一定時間
の幅でノイズ測定エリアを定めてノイズレベルＤを検出
する。次に演算回路１９は、前記受波ピークレベルＡと
ノイズレベルＤとの比を計算し、この計算値と別に定め
られた最適値との差を計算し、この差を補正する値を今
回の超音波パルスの送信出力の制御量に加算（もしくは
減算）し、これを次回の送信出力の制御量としてＤ／Ａ
変換回路１５に送出する。ただし、受波信号が飽和する
ような制御量の値になった場合は、制御量は飽和しない
値に制限される。そして、前記Ｄ／Ａ変換回路１５でア
ナログ電圧信号に変換された信号は、パワーコントロー
ル回路１６に入力され、新たな制御量に比例した超音波
振動子２の駆動電圧が送受波器１の送信回路８に供給さ
れる。該送信回路８は、トリガ回路１８からトリガ信号
１０が送出されると、超音波振動子２に駆動電圧を送信
信号７として供給し、該超音波振動子２から超音波パル
ス３が発射されることになる。そして、前記演算回路１
９では図３に示すように送信出力の制御にともなう受波
のピークレベルＡを測定してから該受波ピークレベルＡ
の約１／４の値のレベルを受波の最適検出レベルＣと決
定し、受波の立下りと該受波検出レベルＣとの交点を受
波検出ポイントＢとしている。そして、前記演算回路１
９では前記受波検出ポイントＢより超音波の伝播時間を
計算し、該伝播時間と超音波パルスの伝播速度より海面
までの距離を算出する。そして、この波高データはＤ／
Ａ変換回路２２でアナログ信号に変換されて波高データ
アナログ出力２３より出力され、また波高データデジタ
ル出力２４より出力される。このように、前記演算回路
１９において受波のピークレベルＡを測定し、そして該
受波のノイズレベルＤを検出し、前記ピークレベルＡと
ノイズレベルＤとの比を計算し、この計算値と別に定め
られた最適値との差を計算し、この差を補正する値を超
音波パルスの送信出力の制御量に加算（もしくは減算）
し、パワーコントロール回路１６により加算（もしくは
減算）した制御量に比例した駆動電圧を送受波器１に供
給して超音波パルスの送信出力を制御し、そして前記演
算回路１９で送信出力の制御にともなう受波のピークレ
ベルＡより受波の最適検出レベルＣの計算を行い、受波
を検出するので、音響ノイズや電気ノイズのノイズレベ
ルが大きくなったり、また目標物の音波の反射条件や媒
体の音響特性等の変化によって反射波のレベルが変化し
ても受波の検出は確実に行われ、安定した距離測定を行
うことができるものである。
【０００８】
【発明の効果】本発明は、受波器からの受信信号を整流
検波する検波回路と、検波した受波のピークレベル測定
手段と該受波の前又は後若しくは両方のノイズレベルを
検出し、前記ピークレベルとノイズレベルとの差若しく
は比を計算し、この計算値と別に設定された最適値との
差を計算し、この差をもとにして、その差が小さくなる
ように前記超音波パルスの送信出力を制御する制御手段
と、これにともなう受波の最適検出レベルを計算し、こ
れにより受波を検出する手段とを備えたから、受波の検
出に際し、音響ノイズや電気ノイズのノイズレベルが大
きくなったり、また、目標物の音波の反射条件や媒体の
音響特性等の変化によって反射波のレベルが変化しても
受波検出は確実に行われ、安定した距離測定を行うこと
ができるものである。
検波する検波回路と、検波した受波のピークレベル測定
手段と該受波の前又は後若しくは両方のノイズレベルを
検出し、前記ピークレベルとノイズレベルとの差若しく
は比を計算し、この計算値と別に設定された最適値との
差を計算し、この差をもとにして、その差が小さくなる
ように前記超音波パルスの送信出力を制御する制御手段
と、これにともなう受波の最適検出レベルを計算し、こ
れにより受波を検出する手段とを備えたから、受波の検
出に際し、音響ノイズや電気ノイズのノイズレベルが大
きくなったり、また、目標物の音波の反射条件や媒体の
音響特性等の変化によって反射波のレベルが変化しても
受波検出は確実に行われ、安定した距離測定を行うこと
ができるものである。
【図１】本発明の実施例のブロックダイヤグラム
【図２】増幅後の受信波形の説明図
【図３】整流検波後の受信波形の説明図
１ 送受波器 ２ 超音波振動子 ３ 超音波パルス ４ 送受切換回路 ５ 受信信号 ６ 受信信号プリアンプ ７ 送信信号 ８ 送信回路 ９ 海底ケーブル 10 トリガ信号 11 波高計本体 12 受信信号メインアンプ 13 検波回路 14 Ａ／Ｄ変換回路 15 Ｄ／Ａ変換回路 16 パワーコントロール回路 17 タイミングコントロール回路 18 トリガ回路 19 演算回路 20 ＲＯＭ 21 ＲＡＭ 22 Ｄ／Ａ変換回路 23 波高データアナログ出力 24 波高データデジタル出力
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 送波器から繰り返し発信される超音波パ
ルスを受波器で受信し、その伝播時間から目標物までの
距離を測定する超音波式距離測定装置において、前記受
波器からの受信信号を整流検波する検波回路と、検波し
た受波のピークレベル測定手段と該受波の前又は後若し
くは両方のノイズレベルを検出し、前記ピークレベルと
ノイズレベルとの差若しくは比を計算し、この計算値と
別に設定された最適値との差を計算し、この差をもとに
して、その差が小さくなるように前記超音波パルスの送
信出力を制御する制御手段と、これにともなう受波の最
適検出レベルを計算し、これにより受波を検出する手段
とを備えたことを特徴とする超音波式距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19740991A JPH0519051A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 超音波式距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19740991A JPH0519051A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 超音波式距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519051A true JPH0519051A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16374039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19740991A Pending JPH0519051A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 超音波式距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519051A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013535680A (ja) * | 2010-08-05 | 2013-09-12 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 車両周囲環境検出のためのテスト信号を発生させる方法および装置、並びに車両周囲環境検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917180A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-28 | Nippon Soken Inc | 超音波物体検知装置 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19740991A patent/JPH0519051A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917180A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-28 | Nippon Soken Inc | 超音波物体検知装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013535680A (ja) * | 2010-08-05 | 2013-09-12 | ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー | 車両周囲環境検出のためのテスト信号を発生させる方法および装置、並びに車両周囲環境検出装置 |
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