JPS6141985A - 超音波近接イニシエータ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、センサとスイッチング（開閉〕範囲設定器ｔ
−設えた制御および増幅回路とを具備した超音波近接イ
ニシエータに関する。

〔従来の技術〕

超音波距離セ／す（刊行物［距離センサ　超音波ベロ（
１ｍ１で〕、機能、用途、設計Ｊ（Ｄｌ−ｓｔａｎｚａ
ｅｎａｏｒ　Ｕｌｔｒａａｃｈａｌｌ−Ｂｅｒｏ　ｂｉ
ａ　１　ｒｎ。

ｐｕｎｋｔｉｏｎ、　　Ａｎｗｅｎａｕｎｇ、　　Ｐｒ
ｏｊｅｋｔｉａｒｕｎｇ）　　Ｎｏ。

Ｅ−７３３／１１５５参照ンにおいては、センサは、制
御回路およびスイッチング範囲設定器がグミグラムプラ
グを介して設けられている直方体状ケース内に収納され
ている。

〔発明が解決しよりとする問題点〕

この公知の超音波近接イニシエータは、その寸法が比較
的大きいこともさることながら、現場での使用条件にも
注意しなければならないという欠点を有している。

そこで本発明は、必要な空間の大きさと、周囲温度およ
びこの周圧温度に関係した公差などの環境条件とをＪＩ
Ｉ慮することなく、評価回路を簡単かつ操作容易に構成
することができるように、上述した種類の超音波近接イ
ニシエータを改善することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明は、上述した種類の超
音波近接イニシエータにおいて、スイッチング範囲設定
器を備えた制御回路が、配電盤内に配置可能である個別
ケース内に、目標値設定器および現在値表示器と共に配
設されることを特徴とする。

目標値設定器を下限用コードスイッチおよび上限用スイ
ッチに工って構成した場合には、目標値設定器をより一
層簡単に構成することができる。

これによって、スイッチング範囲は検出範囲内に任意の
幅でかつ任意の位置に設定することができる。

現在値表示器を液晶表示器によって構成することは有利
である。すなわち液晶表示器の場合には、ＬＥＤ（発光
ダイオード）表示器に比較してＩｉＬ流消費が少なくし
かも日光の下で良好な読取りが可能である。目標設定器
および現在値表示器は共に配電盤内に配設されるので、
簡単な操作およびコノトロールが可能である。この場合
に、現在値表示器が設定されたスイッチング範囲に関係
せずＫ、イニシエータの全検出範囲を表示することは有
利である。というのは配電盤においても、スイッチング
指令には至らない対象物を検出することができるからで
ある。

さらく配ｌＥｍ内におけるイニシエータの機能態様も識
別することができるよりになるので、開成機能および閉
成機能用の設定装置が現在値ディスプレイ内の表示器に
結合されることは有利である。

種々異なったセンサを選択するための設定装置が設けら
れる場合には、評価装置によって種々のセンサヘマニュ
アルで切換えることができる。どのようなセンサが接続
されているのかを自動的に識別するためＫ、設定装置が
、センサの種々の異なった識別電圧を整合切換のために
使用する回路装置から構成されることは有利である。制
御回路が識別電圧を生起させるためのパルス出力を有す
る場合には、読取を時間的に固定することができるので
、補助導線がなくてもよい。現在値ディスプレイには操
作ミスおよび機能ミスも表示させることができる。さら
に、現在値用の出力インターフェースがプラグコネクタ
の形態にて設けられることは有利である。これによって
、現在値を制御装置にも供給することが可能になる。

任意の個所からも超音波近接イニシエータの目標値を付
与することができるようにするために、内蔵の目標値設
定器から外付けの目標値付与器へ切換えるための切換装
置が設けられることは有利である。

さらに装置の操作を許可されていない者が操作できない
ようにするために、装置が前面間からキャップによって
覆われるようにすることは有利である。マルチプレクス
方法に基づいて動作し多数の七／すを周期的にスキャン
する切換装置が設けられる場合には、多数のセンサが相
互に影響し合うことなく、多数のセンサを接近させて並
置することができる。さら（いつも１つのセンサが短時
間しか属動されないので、エネルギーの節約が可能にな
る。Ｒ別電圧を利用することによって、種々異なったセ
ンサの選択を自動的に行うことができる。

パルス幅評価装置が設けられる場合には、ミスパルスを
排除することができ、すなわちセンサは所定幅のパルス
をいつも送信する。返って来たパルスが送信されたパル
スよりも幅広であったりまたは幅狭である場合には、こ
のパルスは無視される。こ７′Ｌ（でよって、トリガミ
スが制限される。たとえば乱数発生器によって送信パル
スの周期時間を変更するような装置が設けられる場合に
は、同期擾乱パルスもまた電源パルスもトリガパルスと
しては排除される。パルス状態評価装置が設けられる場
合には、排除ミスをより一層改善することができる。

擾乱パルスの排除は、・連続的な擾乱信号が存在する際
には増幅′４を変更するための装置と設けることによっ
ても達成することができる。た七えば、音響的連続擾乱
レベル（たとえば圧ＲＭ窒気気放出が存在する場合には
、増幅器の増幅率が変更さ八る。しかしながら個別１ｇ
号が出現すると、この増幅率変更が短時間停止され、個
別パルスは受１］パルスとして利用されて通常に処理さ
れる。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明ＶＣよる超音波近接イニシエータの原理
構成を示す概観図である。この第１図に示された超音波
近接イニシエータ（以下においては単にイニシエータと
称する）は、増Ｉ！器回路を備えたセンサ１と、制御回
路およびこの実施例では目標値設定装置として２個のコ
ードスイッチ２゜６から成るスイッチング範１７ｆｌ設
定器ならびに現在値表示器４を収容するケース５とから
構成さ４１ている。コードスイッチ２，５はこの実施Ｆ
ＩＩでは市販の２個の１桁コードスイッチからそれぞれ
構成されてｂる。現在値表示器４は液晶ディスプレイか
ら構成されている。さらにブース５内には切換スイッチ
の形の設定値＃６が設けられており、この設定装置６は
イニシエータを開成機能から閉成機能へ切換るために使
われ、現在値表示器４に結合されている。設定値ｆ７は
同様にスイッチによって構成され、種々異なったセンサ
を選択するために使われ、対応する整合素子に同様に稚
々に構成されたセンサｔ−接続することができる。

設定装置７ば、第１図に点線で示されている種々異なっ
た七ンｔ１２１，２２の種々異なった識別電圧ｔ−整合
切換のために利用する回路装置としても構成することが
できる。このため制御回路内には、個々のセンサ＋、２
１．２２に識別電圧を発生させるパルス出力器が設けら
れ、それによって制御回路は接続されたセンサに対して
自動整合を行うことができる。その後制御回路はセンサ
のために必要な送信パルス長さおよび周期時間を付与し
、同時にパルスエラーおよび擾乱抑制の如きそのほかの
周辺条件を考慮する。制御回路は識別イボ号を生起させ
るために必要なパルスを与える。

パルス期間の間だけ、識別信号は制御回路蚤ζ印加され
る。信頼性という理由から、多数のパルス出力が識別信
号の平均値形成のために連続的に出力される。その後に
初めて整合が図られる。この平均値形成は接続されたセ
ンサに対して整合ミスがなされた場合にだけ行われる。

さらに、内蔵の目標値設定器から同様に切換スイッチの
形で構成することのできる外部の目標値付与器へ切換え
るための切換装置８が設けられている。現在値を別のデ
ィスプレイで読取ることができるようにするために、出
力インター７エース９がプラグコネクタの形で設けられ
ている。多数のセンサを周期的に走査するためのいわゆ
るマルチプレクス方法として知られている切換装置１０
（モトローラ社、ｒｑ　　ユーロピアン　／−モスセレ
クションＪ　（ｔｈｅ　ｅｕｒｏｐｅａｎ　ｃｍｏｅ　
５ｅｘｅ−ｃｔｉｏｎ）　１９７９年、９−４−１６参
照）がケースの内部に設けられている。というのはこの
種の切換は運転には必要ないからである。任意の多数の
センサ用の接続端子は同様にケース５の背面に設けるこ
ともできる。多数のセンサは相互に影響し合うことなく
、現場に持込む前に接近して並置することができる。パ
ルス幅評価装置１１はこの超音波近接イニシエータの使
用信頼性を高める。

送信器は所定幅のパルスを送信する。返って来たパルス
が送信されたパルスよりも幅広であった９または幅狭で
ある場合、この返ってきたパルスは無視される。このた
めにたとえば第２図に示すような回路が使用される。こ
の回路装置はたとえばエコーパルス２４の開始縁に工っ
て起動されるクロックパルス発生器２５から構成されて
いる。このりａツクパルス発生器２３はリセットされて
いるカウンタ２５に接続されており、このカウンタ２５
のカウンタ内容は地域回路２６に与えられる。

この地域回路２６はそのカウンタ内容を、接続されたセ
ンサに対応している目標値と比較する。その場合１！’
ＩＩ御回路はパルスを評価するかまたはしないかを出力
２７．２８ｔ−介して決定する。エコーパルスの終了縁
がクロックパルス発生器２５に到達すると直ちに、カウ
ンタ２５も停止される。このカウンタ２５が停止した後
に初めて評価が行われる。パルス幅評価装置によって計
数すべきであるとして評価さｎたエコーパルスも同様に
さらに擾乱性について監視されるようにするために、パ
ルス状態評価装置２０が設けられている。このパルス状
態評価製置の回路例は第５図に示されている。このため
第２図に示した例と同じように、送信パルスの立上がり
緑によって起動されるクロックパルス発生器２９が使用
される。このクロックパルス発生器２９はカウンタ３０
に作用する。エコーパルスの立上がり縁によってカウン
タ３０は停止させられ、そして切換装置３１を介してメ
モＩＪ　５２　（ｉたは５６）に記憶さｎる。計数動作
が連続的に繰り返して行われた後、切換スイッチはその
計数値を今度は他方のメモリ５５（または５２　）　ｉ
（収納する。このようにして計数さ几た計数値は地紋回
路３４にで相互ｒｃ比比軟れ、出力値５５として制御回
路に供給される。正として評価された比較値は他方では
センサの′ＩｆＩ類および選定された公差に依存する。

しかしながら、クロックパルス発生器２９およびカウン
タ６０を送信パルスの立上がり縁によって停止させるこ
とも可能である。エコーパルスの立上がり緑によって、
カウンタ６０の値は切換スイッチを介して一方のメモリ
に読込まれる。カウンタは次のエコーパルスの嶽ｒＣ到
這するまで継続動作し、その場合は他方のメモリに総計
値を記憶させる。このことは何回も繰り返えされる。今
回周期の値が前回周期の値と比軟される。これによって
他の擾乱エコーが排りされる。電源周波数からのパルス
エラーも阻止するために、乱数発生器の様式に基づいて
送信パルスの周期時間を不規則に変化させ、それに１り
場合によってはエコーとして識別さｎるおそれのある１
Ｉｔｆｊ１周波数に一致することが回避さ八るようにす
る装置１２が設けられている。この種の回路装置はチー
ツエ（Ｔｉｅｔｚθ）およびゾエンク（８ｃｈ−ｅｎｋ
　）著「半導体回路技術Ｊ　（Ｈａｌｔｂｌｅｉｔｅｒ
ｅｃｈ−ａｌｔｕｎｇｓｔｅｃｈｎｉｋ）　Ｅｌｐｒｉ
ｎｇｅｒ出版社、ｇ５版、４母櫂、第５０９頁〜第５１
２頁により公知である。他の機器から連続的に発信され
る超−１波パルスに基づく擾乱を排除するため、に、増
幅率を変更するための装置が設けられている。この場合
擾乱レベルが連続的に印加される際には、増幅率はイニ
シエータの応答が回避されるまで低下するよう制御さ几
る。短時間のパルスが出現する場合をでは、この短時間
パルスは通常に増幅され、評価回路へ供給される。この
増幅率制御のために、たとえば、ニュールマン　ディー
タ＋（ｌＪＡｈｒｍａｎｎ　Ｄｉｓｔｅｒ）著「大電子
工学ブックＪ　（Ｄａｅ　ｇｒｏｐｅ　Ｗｅｒｋｂｕｃ
ｈＥｌｅｋｔｒｏｎｉｋ　）　Ｗｘ　４版、＄９８７頁
、第３．５．９図によって公知であるような回路を使用
することができる。現在値表示器４は現在値を表示する
ためだけではなく、両コードスイッチ２，５によって目
標値の限界値を設定するためにも使用することができる
。その場合コードスイッチ２は設定された目標値の下限
値を与え、コードスイッチ６は設定された目標値の上限
値を与える。さらに他の運転状１も付加的に表示するこ
とができる。たとえば、センサ１または２１．２２の超
音波領域１７０両コードスイッチ２．５によって規定さ
れたスイッチング範囲１６内には位置していないが、検
出範囲１５内に位置する対象物１４の位置を表示するこ
とができる。現在値ディスプレイでは、上述したように
開成機能および閉成機能、ならびに操作ミスおよび機能
ミスをも表示することができる。このために所定のキャ
ラクタが利用される。

というのは、クリアテキスト情報がスペースを多く使用
するからである。個々の機能の相互の結合はマイクロプ
ロセッサによって行うことができる。

というのは全制御回路は本来のセンサ１からは分離され
ており、機器の大きさに特別な重きが迂かれてはならな
いからである。さらに空気調整することのできる配’ｔ
ａ内の温度状態は、センサ１゜２１．２２の設置場所の
温度状態よりも著しく良好である。

装置６〜８の誤操作および出力インタフェース９への不
所望な干渉を回避するために、この実施例においてはキ
ャップ１８が設けられている。この場合には、装！６〜
８および出力インタフェース９はプラグコネクタの形で
埋込み設置さｎるか、またはキャップ１８をスナップ結
合可能であるカラーによって取囲まれる。スイッチング
（開閉）機能等のコネクタは公知の配″ＪＬ盤の様式に
基づいてケース５の前面側に設けられる。ケース５は適
当な形状に構成することができ、それゆえケース５はこ
の種の機器と一列に配置することができる。

ケース５の固定はその場合には適当な方法で、たとえば
スナップ固定として実施することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明に２いてはスイッチング
範囲設定器を備えた制御回路と配電盤内に配置可能であ
る個別ケース内に目標値設定器および現在値表示器と共
に配設するようにしたので、評価回路を簡単かつ操作容
易に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は本発明による超音波近接イニシエータの原理構
成を示す概観図、第２図はパルス幅評価装置の回路装置
例を示すブロック図、第６図はパルス状態評価装置の回
路装置例を示すブロック図である。 ＋、２１．２２・・・センサ、２，６・・・コードスイ
ッチ（スイッチング範囲設定器）、４・・・現在値表示
器、５・・・ケース、６，７・・・設定装置、８・・・
切換装置、？・・・出力インターフェース、１０・・・
切換装置、１１・・・パルス幅評価装置、１２・・・送
信パルスの周期時間を変更するための装置、１５・・・
検出範囲、１６・・・スイッチング範囲、１７・・・超
音波領域、２０・・・パルス状態評価装！。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）センサと、スイッチング範囲設定器を設えた制御お
   よび増幅器回路とを具備した超音波近接イニシエータに
   おいて、前記スイッチング範囲設定器（２、３）を備え
   た制御回路は、配電盤内に配置可能である個別ケース（
   ５）内に、目標値設定装置（２、３）および現在値表示
   器（４）と共に配設されることを特徴とする超音波近接
   イニシエータ。 ２）前記目標値設定装置は下限用コードスイッチ（２）
   および上限用コードスイッチ（３）から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のイニシエータ。 ３）前記現在値表示器（４）は液晶表示器であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のイ
   ニシエータ。 ４）前記現在値表示器（４）は、設定されたスイッチン
   グ範囲（１６）に関係せずに、イニシエータの全検出範
   囲（１５）を表示することを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載のイニシエータ。 ５）開成機能および閉成機能用の設定装置（６）が現在
   値表示器（４）に結合されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の
   イニシエータ。 ６）種々異なつたセンサ（１）を選択するための設定装
   置（７）が設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載のイニシ
   エータ。 ７）前記設定装置（７）はセンサの種々異なつた識別電
   圧を整合切換のために使用する回路装置から構成される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のイニシエ
   ータ。 ８）前記制御回路は前記識別電圧を生起させるためのパ
   ルス出力を有することを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載のイニシエータ。 ９）現在値用の出力インターフェース（９）がプラグコ
   ネクタの形で設けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項に記載のイニ
   シエータ。 １０）内蔵の目標値設定器から外部の目標値付与器への
   切換装置（８）が設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載の
   イニシエータ。 １１）前記装置（６〜９）は前面側からキャップ（１８
   ）によつて覆うことができることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項、第６項、第９項、第１０項のいずれか１
   項に記載のイニシエータ。 １２）多数のセンサ（１）を周期的に走査するためのマ
   ルチプレクス方法に基づく切換装置（１０）が設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   １１項のいずれか１項に記載のイニシエータ。 １３）パルス幅評価装置（１１）が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載のイニシエー
   タ。 １４）送信パルスの周期時間を変更するための装置（１
   ２）が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第１３項のいずれか１項に記載のイニシエ
   ータ。 １５）連続的な擾乱信号が存在する際に増幅率を変更す
   るための装置が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第１４項のいずれか１項に記載の
   イニシエータ。 １６）パルス状態評価装置（２０）が設けられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１５項の
   いずれか１項に記載のイニシエータ。