JPS614986A - 超音波距離測定装置 - Google Patents

超音波距離測定装置

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JPS614986A
JPS614986A JP59127159A JP12715984A JPS614986A JP S614986 A JPS614986 A JP S614986A JP 59127159 A JP59127159 A JP 59127159A JP 12715984 A JP12715984 A JP 12715984A JP S614986 A JPS614986 A JP S614986A
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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) この発明は、測定精度の高い超音波距離測定装置に関す
る。
(発明の背景) 一般に、超音波距離測定装置は、第1図に示すように、
超音波送信器1から対象物3へ向けて超音波aを送信し
、その反射波すを超音波受信器2で受信し、送信波aの
送信タイミングと反射波すの受信タイミングとの時間差
から距@ゑを求める構成である。
ところで、前記受信器2の受信波には、前記反射波す以
外に、前記送信波aの一部が直接入信する、いわゆる回
り込み波Cが存在する。この回り込み波Cは、距離測定
上は不要であるため(回り込み波Cの受信によって誤検
出が生じるため)、測定の際には除去覆る必要がある。
上記回り込み波Cの除去を可能とした超音波距離測定装
置としては、例えば、特公昭58−28554号公報に
示すようなものがある。
この従来例装置は、第2図のタイミング図で示すように
、送信信号への発生と同時にパルスBを発生させ、この
パルスBを微分して時間経過に伴って指数関数的に変化
する基準信号Cを得る。
そして、ttf配基準信@CのレベルV+ と、受信波
信号レベル■2とを比較することによって、この受信波
信号中に含まれる回り込み波りを除去するとともに、反
射波信号Eから受信タイミング信号Fを得る。そして、
前記送信信号Aと受信タイミング信号Fとの時間差Td
に基づいて距離を測定する構成である。
しかしながら、この従来例装置にあっては、回り込み波
は除去されるが、例えば反射波の減衰が大きく基準信号
レベル以下であるときには、受信タイミング信号Fを得
ることができないため、距離測定が不能となることが考
えられる。
(発明の目的) この発明の目的は、回り込み波による誤検出を防止する
とともに、確実な距離測定を可能とする超音波距離測定
装置を提供することにある。
(発明の構成) この発明は、前記目的を達成するために、超音波送信器
へ供給される発信用高周波信号を超音波受信器の受信信
号に重畳させるとともに、この高周波信号重畳後の受信
信号を平滑、微分し、かつ前記超音波送信器から送信が
行なわれている間を除き、前記微分後の受信信号レベル
が所定の基準レベル以上であるか否かを検出することに
よって、回り込み波成分を除去するとともに、前記送信
時点から微分後の受信信号レベルが基準レベルを越える
時点までの時間に基づいて前記対象物までの距離を求め
る構成である。
(実施例の説明) 第3図は、この発明に係る一実施例装置の電気的描成を
示すブロックである。
この実施例装置は、制御回路13から供給される高周波
信号Gによって駆動され、かつ対象物6へ向けて超音波
を送信する超音波送信器4.対象物6からの反射波を受
信づ−る超音波受信器5.前記送信用高周波信号Gと受
信信号Hを重畳させて重畳信号Iを得るために設けられ
た抵抗器7.この重畳信号Iを増幅する増幅回路8.増
幅された重畳信号を検波・平滑して出力する検波・平滑
回路9.この出力信号Jから微分信号Kを1qるための
微分回路10.この微分信号にのレベルど基準レベルV
Sとを比較して基準レベル以上の微分信号が得られた場
合にON出力を発生ずる比較器11、この比較器出力り
と制御回路13から出力されるマスク信@MとのAND
をとるゲート回路12および各種入出力を制御するとと
もに、距離を求める制御回路13から構成される。
この制御回路13は、前記高周波信号Gを発生づ−る発
振器、クロックジェネレータ、カウンタ等を内蔵してい
る。
このように構成される本装置の動作を第4図のタイミン
グ図を用いて説明する。
まず、前記制御回路13から所定の送信時間TOの間高
周波信号Gが出力されると、超音波送信器4から対象物
6へ向けて超音波パルスが送信される。
これに伴って、前記超音波受信器5においては、前記超
音波パルスの反射波および第1図Cで示したような回り
込み波を受信して受信信号ト1(第4図中ではHlと1
42で示される)が得られる。
一方、前記高周波信号Gは、抵抗器7を介して前記受信
信号Hに重畳され、重畳信号Iとして増幅回路8へ供給
される。
前記重畳信号Iは、増幅回路8で増幅された後、検波・
平滑回路って検波、平滑されて同図Jで示す波形となる
前記出ツノJは、微分回路9によって微分され、同図K
に示す波形となる。
このとぎ、前記回り込み波の受信信号H1に相当する部
分に1は基準レベルVS以下となる。ただし、高周波信
号Gに相当する部分K。は残る。
そして、比較器11においては、前記微分信号にのレベ
ルと基準レベルVsとを比較して、微分信号にのレベル
が基準レベルVSを越えた場合にON信@Lo、L2が
出力される。
他方、前記制御回路13からは高周波信号Gが出力され
ている間、すなわち、前記送信時間T。
の間、OFFとなるマスク信@Mが出力され、このマス
ク信号Mによって前記比較器出力りの一部が遮断される
。このとき、前記マスク信号Mによって高周波信号Gか
ら得られたON信号り。は除去される。また、反射波の
受信によって得られたON信号L2に対しては、受信タ
イミング信号Ndとして出力される。
このようにして、回り込み波による不要な受信信号は全
て除去され、純粋な反射波の受信信号のみが取り出され
る。
そして、前記制御回路13では、前記高周波信号Gの立
ち上がりから、前記受信タイミング信号Ndまでの立ち
上がりまでの間、内蔵するクロック発生器から出力され
るクロックパルスをカウントし、このカウント値に基づ
いて超音波パルスの伝搬時間データTdを求める。そし
て、超音波伝搬経路の外気温Tに応じて音速V (=3
31.5十〇、 607T (m /sea ) ) 
Iニー前記R間テ9Tdに基づいて、 h=V−Td/2 の演算を行ない、対象物6までの距離11が求められる
このように、本実施例装置は、回り込み波の受信により
生ずる誤検出を防止することができ、しかも、反射波の
受信は送信波の送信終了直後から行なえるために、極(
近傍の対象物までの距離をも測定できる。
すなわち、もし単に回り込み波の受信信号を含む受信信
号を平滑するのみであれば、その結果得られる信号は何
等回り込み波成分を除去できるものとはならないが、受
信信号に発信用の高周波信号を重畳した後、平滑・微分
することにより、回り込み波成分を効果的に除去するこ
とができ、かつ、この回り込み波の受信がなされている
間に反射波が受信された場合には、この反射波成分は除
去されることがなく、測定に支障を生じない。
更に、受信信号中の反射波成分を検出するための閾値(
基準レベルVs)は比較的低いレベルで、かつ一定とす
ることが可能となり、反射波の減衰が大となっても確実
に検出することができる。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、この発明に係る超音波距
離測定装置にあっては、回り込み波による誤検出を防止
でき、かつ極めて短距離まで正確に距離測定ができる。
更に、微弱な反射波も精度良く検出することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は超音波の波形伝搬経路を示す図、第2図は従来
の超音波距離測定装置の主要人力波形を示づ′タイミン
グ図、第3図はこの発明に係る超音波距離測定装置の一
実施例の電気的構成を示ずブロック図、第4図は同装置
における主要人出力波形を示すタイミング図である。 4・・・超音波送信器 5・・・超音波受信器 7・・・抵抗器 9・・・検波・整流回路 10・・・微分回路 11・・・比較器 12・・・ゲート回路 13・・・制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波パルスを送信する超音波送信器と;前記超
    音波送信器へ発信用の高周波信号を所定時間供給する駆
    動手段と; 前記超音波パルスの対象物からの反射波を受信する超音
    波受信器と; 前記発信用高周波信号を受信器の受信信号に重畳する高
    周波信号重畳手段と; 前記高周波重畳後の受信信号を平滑、微分する信号処理
    手段と; 前記微分後の受信信号レベルが所定の基準レベル以上で
    あるか否かを検出するレベル弁別手段と;前記超音波パ
    ルス送信中は信号処理手段からレベル弁別手段へ供給さ
    れる信号を遮断する信号遮断手段と; 前記送信時点から微分後の受信信号レベルが基準レベル
    を越える時点までの時間に基づいて前記対象物までの距
    離を求める距離演算手段とを具備することを特徴とする
    超音波距離測定装置。
JP59127159A 1984-06-20 1984-06-20 超音波距離測定装置 Granted JPS614986A (ja)

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