JP2003014555A - Temperature measurement system and method therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the power consumption, to extend the life of a transmitter and a receiver, and to prevent a measurement system from being disturbed. SOLUTION: A short ultrasonic wave (probe wave) 12 having several wavenumbers is transmitted at a period T1 from a transmitter 7. A short ultrasonic wave (pump wave) 13 with several wavenumbers is transmitted at a period T2 from a transmitter 9. The period T1 of the probe wave 12 and that period T2 of the pump wave 13 are set at least to time T3 until the probe wave 12 being transmitted from the transmitter 7 reaches a receiver 8a. The transmission timing of the probe wave 12 is shifted back and forth with the transmission timing of the pump wave 13 as a reference, thus changing the collision position between the probe wave 12 and the pump wave 13. When the probe wave 12 collides with the pump wave 13, the pressure variation in the pump wave 13 according to the temperature at the collision position gives change to the phase of the probe wave 12 due to the nonlinear interaction of sound wave. The temperature at the collision position is obtained from the change in the phase.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、音波の非線形効
果（温度変動に起因する音圧変動に伴う音速の変化）を
利用して温度計測を非接触で行う温度計測システムおよ
び温度計測方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature measuring system and a temperature measuring method for performing non-contact temperature measurement by utilizing a nonlinear effect of sound waves (change in sound velocity due to sound pressure fluctuation caused by temperature fluctuation). Is.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般的に、室内の空調制御を行うような
場合、温度センサにより室内温度を計測し、この計測し
た室内温度と設定温度とが一致するように、室内への調
和空気の供給量を制御する。この場合、室内温度は、室
内の代表点でかつ計測系（室内環境）に影響を与えない
で計測することが望まれる。2. Description of the Related Art Generally, when performing air conditioning control in a room, the room temperature is measured by a temperature sensor, and conditioned air is supplied to the room so that the measured room temperature and the set temperature match. Control the amount. In this case, it is desirable that the indoor temperature be measured at a representative point in the room and without affecting the measurement system (indoor environment).

【０００３】しかし、現状は、理想とは異なり、各種の
制限により、室内の代表点とは全く離れた位置に温度セ
ンサが置かれている場合がほとんどである。すなわち、
制御対象の人体の傍ではなく、人体とは遙かに離れた
柱、壁、天井、レターンダクト内というような場所で計
測されている。また、温度センサの小型化には限界があ
り、プローブの接触により熱平衡状態が変化し、計測点
近傍の温度分布の形が変わってしまう。このような計測
方法では、いかに優れた温度センサであっても、また、
最高かつ最適な制御システムであっても、望ましい空調
制御を実現することは難しい。However, under the present circumstances, unlike the ideal case, the temperature sensor is almost always placed at a position distant from the representative point in the room due to various restrictions. That is,
It is measured not at the side of the human body to be controlled, but at a place far away from the human body, such as in a pillar, wall, ceiling, or inside a return duct. Further, there is a limit to miniaturization of the temperature sensor, and the contact of the probe changes the thermal equilibrium state, which changes the shape of the temperature distribution near the measurement point. With such a measurement method, no matter how good the temperature sensor is,
Even with the best and most optimal control system, it is difficult to achieve the desired air conditioning control.

【０００４】これに対し、人体の傍の温度を非接触で計
測する技術として、超音波を利用した方法が知られてい
る。On the other hand, a method using ultrasonic waves is known as a technique for measuring the temperature around the human body in a non-contact manner.

【０００５】〔超音波利用の従来例１（音速の温度依存
性を利用しての温度計測）〕超音波を利用した計測方法
の１つに音速の温度依存性を利用して、伝播時間の観測
から温度を計測するというものがある。例えば、文献１
（「少数の音響トランスデューサによる空間温度内の温
度分布計測」：船越晶，水谷孝一，永井啓之亮，原川健
一、日本音響学会講演論文集，ｐｐ１０８９−１０９
０、平成１０年９月）では、音響トランスデューサを用
いて空間全体を間接的にサンプリングして温度分布を測
定するようにしている。[Conventional Example 1 of Utilizing Ultrasonic Wave (Temperature Measurement Utilizing Temperature Dependence of Sound Velocity)] One of the measurement methods using ultrasonic waves is temperature dependence of sound velocity, There is one that measures temperature from observation. For example, Document 1
("Measurement of temperature distribution in space temperature by a few acoustic transducers": Akira Funakoshi, Koichi Mizutani, Hiroyuki Nagai, Kenichi Haragawa, Proceedings of Acoustical Society of Japan, pp1089-109.
0, September 1998), the temperature distribution is measured by indirectly sampling the entire space using an acoustic transducer.

【０００６】文献１に示された技術において、観測領域
（２次元）の温度分布を知りたい場合、この領域を横切
る多くの経路についての超音波の伝播時間を計測し、逆
投影演算を施して２次元温度分布を求める必要がある。In the technique disclosed in Document 1, when it is desired to know the temperature distribution in the observation region (two-dimensional), ultrasonic wave propagation times of many paths that cross this region are measured, and back projection calculation is performed. It is necessary to obtain the two-dimensional temperature distribution.

【０００７】例えば、図１０（ａ）に示した室内領域Ｓ
の温度分布を知りたい場合、仮想的に９個の小さな領域
Ｓ１〜Ｓ９に分け、壁の一面に音響端末であるマイクロ
フォン兼スピーカの音響トランスデューサ１を等間隔で
３個、４面で合計１２個設置する。１個の音響トランス
デューサ１に着目すると、この音響トランスデューサ１
に対面する壁との間には超音波ビームを３本作ることが
できる（図１０（ｂ））。壁一面では、音響トランスデ
ューサ１が３個存在するので、９本の超音波ビームが作
られる。これにより、垂直に向き合った壁２面から９本
×２の合計１８本の超音波ビームが作られる（図１０
（ｃ））。For example, the indoor area S shown in FIG.
If you want to know the temperature distribution of, divide into 9 small areas S1 to S9 virtually, and the acoustic transducers 1 of the microphone and speaker which are acoustic terminals are equally spaced on one surface of the wall. Install. Focusing on one acoustic transducer 1, this acoustic transducer 1
Three ultrasonic beams can be formed between the wall and the wall facing each other (FIG. 10B). Since there are three acoustic transducers 1 on one wall, nine ultrasonic beams are produced. As a result, a total of 18 ultrasonic beams of 9 × 2 are generated from the two walls facing each other vertically (FIG. 10).
(C)).

【０００８】この場合、超音波ビームの伝播時間の観測
からその超音波ビーム内の平均温度を計測することがで
き、全１８本の超音波ビームの平均温度を逆投影演算す
ることで、９個に分けられた個々の領域Ｓ１〜Ｓ９の平
均温度を求めることができる。この領域Ｓ１〜Ｓ９の平
均温度の内、所望の領域の温度を室内の代表点の温度
（人体の傍の温度）として使用することにより、望まし
い空調制御を実現することが可能となる。In this case, the average temperature in the ultrasonic beam can be measured by observing the propagation time of the ultrasonic beam, and the average temperature of all 18 ultrasonic beams can be calculated by backprojection to obtain 9 It is possible to obtain the average temperature of each of the divided regions S1 to S9. By using the temperature of a desired area among the average temperatures of the areas S1 to S9 as the temperature of the representative point in the room (the temperature near the human body), it is possible to realize the desired air conditioning control.

【０００９】しかしながら、この音速の温度依存性利用
しての温度計測では、ブロック毎の平均温度、すなわち
図１０でいえば個々の領域Ｓ１〜Ｓ９の平均温度しか測
定することができない。これでは、領域Ｓ１〜Ｓ９が広
い領域であった場合、人体の傍の温度を計測していると
はいえず、温度差が生じてしまう。測定領域を小さくす
るには、音響トランスデューサ１をさらに多く設けなけ
ればならず、それに伴う配線も多くなり、コストが増大
する。However, in the temperature measurement utilizing the temperature dependence of the sound velocity, only the average temperature of each block, that is, the average temperature of the individual regions S1 to S9 in FIG. 10 can be measured. In this case, when the areas S1 to S9 are wide areas, it cannot be said that the temperature near the human body is measured, and a temperature difference occurs. In order to reduce the measurement area, more acoustic transducers 1 have to be provided, and the number of wirings associated therewith increases, which increases the cost.

【００１０】また、超音波ビームの伝播時間から温度を
計測するので、音響トランスデューサ１間の距離、すな
わちマイクロフォンとスピーカとの間の距離が正確に計
られている必要がある。例えば、室内領域Ｓの一辺を４
ｍとした場合、１６ｍｍ測定を誤ると、４℃の誤差が現
れてしまう〔文献２（「空中超音波による空間温度測定
における測定誤差の分析」：船越晶，原川健一、水谷孝
一，永井啓之亮，日本音響学会講演論文集，ｐｐ１２２
１−１２２２、平成１０年９月）参照〕。マイクロフォ
ンとスピーカとの間の距離を正確に計るのは難しく（マ
イクロフォンとスピーカの部品のどの部分が超音波現象
から見て中心となるか分からない）、また全ての超音波
ビームについてマイクロフォンとスピーカとの間の距離
を計測するには過大な労力を必要とする。Further, since the temperature is measured from the propagation time of the ultrasonic beam, it is necessary to accurately measure the distance between the acoustic transducers 1, that is, the distance between the microphone and the speaker. For example, if one side of the indoor area S is 4
If m is wrongly measured, an error of 4 ° C will appear if the 16 mm measurement is mistaken [Reference 2 (“Analysis of measurement error in space temperature measurement by airborne ultrasonic waves”: Akira Funakoshi, Kenichi Haragawa, Koichi Mizutani, Hiroyuki Nagai) , Proceedings of ASJ, pp122
1-122, September 1998)]. It is difficult to accurately measure the distance between the microphone and the speaker (I don't know which part of the microphone and speaker component is the center of the ultrasonic phenomenon), and the microphone and speaker for all ultrasonic beams. Measuring the distance between them requires too much effort.

【００１１】〔超音波利用の従来例２（超音波の非線形
効果を利用しての温度計測）〕超音波の非線形効果（温
度変動に起因する音圧変動に伴う音速の変化）を利用し
て室内温度の計測を非接触で行う研究が進められてい
る。例えば、文献３（「超音波の非線形効果を利用した
気体の温度分布計測法）：佐藤択宋，東島英輔，増田則
夫，山越芳樹、計測自動制御学会論文集，Ｖｏｌ．２
３，ＮＯ．６、ｐｐ７−１２、昭和６２年６月）では、
図１１に示すように、観測ラインＬの両端に超音波を発
信する発信器２と超音波を受信する受信器３とをおき、
さらに受信器３側に強力な音波発信装置４を設けてい
る。[Conventional Example 2 Using Ultrasonic Wave (Temperature Measurement Using Nonlinear Effect of Ultrasonic Wave)] By utilizing the nonlinear effect of ultrasonic wave (change in sound velocity due to sound pressure fluctuation due to temperature fluctuation) Research is being conducted to measure indoor temperature without contact. For example, Document 3 (“Method for measuring temperature distribution of gas using nonlinear effect of ultrasonic waves”: Chosong Sato, Eisuke Higashijima, Norio Masuda, Yoshiki Yamakoshi, Proceedings of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol.
3, NO. 6, pp7-12, June 1987),
As shown in FIG. 11, a transmitter 2 for transmitting ultrasonic waves and a receiver 3 for receiving ultrasonic waves are placed at both ends of the observation line L,
Further, a powerful sound wave transmission device 4 is provided on the receiver 3 side.

【００１２】発信器２と受信器３との間には、高周波
数，小振幅（例えば、２１５ｋHz、圧力２０ｄＢ ｒｅ
２０μＰａ）の連続的な超音波（以下、この超音波をプ
ローブ波と呼ぶ）５を流しておく。これに対して、音波
発信装置４から高音圧のインパルス的な音波（例えば、
ピーク幅９０μＳ、圧力２０８ｄＢ ｒｅ ２０μＰａ：
以下、この音波をポンプ波と呼ぶ）を送る。この時、ポ
ンプ波６はプローブ波５と平行で重なるように伝播させ
る。Between the transmitter 2 and the receiver 3, high frequency and small amplitude (for example, 215 kHz, pressure 20 dB re)
A continuous ultrasonic wave (20 μPa) (hereinafter, this ultrasonic wave is referred to as a probe wave) 5 is flown. On the other hand, an impulse-like sound wave of high sound pressure (for example,
Peak width 90 μS, pressure 208 dB re 20 μPa:
Hereinafter, this sound wave will be referred to as a pump wave). At this time, the pump wave 6 is propagated so as to be parallel to and overlap with the probe wave 5.

【００１３】このシステムにおいて、ポンプ波６は伝播
途中で、温度の変化を受けると圧力変動を受ける。この
ポンプ波６の圧力変動は、音波の非線形相互作用により
プローブ波５に影響を与える。この影響はプローブ波５
の位相変化Δψ（Ｘ）に現れる。よって、このプローブ
波５の位相変化Δψ（Ｘ）を検出することで、平均温度
ではなく、観測ラインＬ上の任意の位置Ｘ（Ｘ＝０〜
ｌ：ｌは発信器２−受信器３間の距離）における温度Ｔ
を求めることができる。In this system, the pump wave 6 undergoes pressure fluctuation when the temperature changes during the propagation. The pressure fluctuation of the pump wave 6 affects the probe wave 5 due to the nonlinear interaction of the sound waves. This effect is due to probe wave 5
Appears in the phase change Δφ (X). Therefore, by detecting the phase change Δφ (X) of the probe wave 5, not the average temperature but an arbitrary position X (X = 0 to 0 on the observation line L.
l: l is the temperature T at the distance between the transmitter 2 and the receiver 3)
Can be asked.

【００１４】なお、プローブ波５もそれ自体温度の変化
を受けると圧力変動を生ずるが、その変動の大きさは小
さく、正確に演算して求めることは難しい。ポンプ波６
の受ける圧力の変化量はプローブ波５よりはるかに多
く、この圧力変動の計測だけでも温度を計測可能である
と考えられる。しかし、強力なエネルギーを持つ音波は
伝播中にその波形が発信時と大きく変化してしまうこと
はよく知られており、また長い伝播距離の間にそのエネ
ルギーを失い、圧力と波の振幅もそれに従い小さくなっ
てしまう。これによっても、ポンプ波６の一つだけとっ
て温度を計測することが難しいことが分かる。この問題
点を捉え、文献３のシステムでは、ポンプ波６の圧力変
動の情報を変動がある場所に同時に存在するプローブ波
（連続波）５に移し、プローブ波５を解析することで温
度計測を行っている。Although the probe wave 5 itself also undergoes pressure fluctuations when it changes in temperature, the magnitude of the fluctuations is small, and it is difficult to accurately calculate and obtain it. Pump wave 6
The amount of change in the pressure received by is much larger than that of the probe wave 5, and it is considered that the temperature can be measured only by measuring this pressure fluctuation. However, it is well known that the waveform of a sound wave with strong energy changes greatly during propagation as compared with the time of transmission, and it loses its energy during a long propagation distance, and the pressure and the amplitude of the wave also change. It becomes smaller accordingly. This also shows that it is difficult to measure the temperature by taking only one of the pump waves 6. Taking this problem into account, in the system of Document 3, the pressure fluctuation information of the pump wave 6 is transferred to the probe wave (continuous wave) 5 that exists at the same time as the fluctuation, and the probe wave 5 is analyzed to measure the temperature. Is going.

【００１５】この超音波の非線形効果を利用しての温度
計測では、原理的に、発信器２と受信器３との間の距離
精度にほとんど影響を受けない。すなわち、２点間の距
離を正確に計らなくても、所望の位置の温度を正確に計
測することができる。また、発信器２と受信器３および
音波発信装置４を１セット設けるだけで、所望の位置の
温度を計測することができる。この点で、超音波利用の
従来例２は、超音波利用の従来例１の問題点を解決した
革新的なアイデアであるといえる。In principle, the temperature measurement using the non-linear effect of ultrasonic waves is hardly affected by the distance accuracy between the transmitter 2 and the receiver 3. That is, the temperature at the desired position can be accurately measured without accurately measuring the distance between the two points. Further, the temperature at a desired position can be measured only by providing one set of the transmitter 2, the receiver 3 and the sound wave transmitter 4. In this respect, it can be said that Conventional Example 2 using ultrasonic waves is an innovative idea that solves the problems of Conventional Example 1 using ultrasonic waves.

【００１６】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この革
新的なアイデアである超音波利用の従来例２では、発信
器２からプローブ波５として連続波を出力し、受信器３
で受信するようにしているので、電力の消費量が多く、
発信器２や受信器３の寿命も短くなる。また、観測ライ
ンＬ上の所望の位置を代表点とし、この代表点の温度を
計測して空調制御を行うような場合、発信器２から連続
波として常に出力されているプローブ波５が計測系（室
内環境）を乱す虞れがある。However, in the second conventional example using ultrasonic waves, which is an innovative idea, the oscillator 2 outputs a continuous wave as the probe wave 5, and the receiver 3
Since it is received by, it consumes a lot of power,
The life of the transmitter 2 and the receiver 3 is also shortened. When a desired position on the observation line L is used as a representative point and the temperature at this representative point is measured to perform air conditioning control, the probe wave 5 that is always output as a continuous wave from the transmitter 2 is used in the measurement system. (Indoor environment) may be disturbed.

【００１７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、電力消費が
少なく、発信器や受信器の寿命を延ばすことができ、計
測系を乱さないようにすることの可能な室内温度計測シ
ステムおよび室内温度計測方法を提供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and its object is to reduce power consumption, extend the life of the transmitter and the receiver, and not disturb the measurement system. It is an object of the present invention to provide an indoor temperature measuring system and an indoor temperature measuring method capable of doing so.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１および請求項６に係る発
明）は、所定の波数の音波を発信する第１の発信手段
と、この第１の発信手段から発信された音波を受信する
受信手段と、第１の発信手段が発信する音波と重なる進
行方向が逆向きの所定の波数の音波を発信する第２の発
信手段とを設け、第１の発信手段および第２の発信手段
からそれぞれ設定された発信タイミングで音波を発信さ
せ、第１の発信手段から発信された音波が受信手段に到
達するまでの間の所定の位置で第１の発信手段から発信
された音波と第２の発信手段から発信された音波とを衝
突させ、この第２の発信手段から発信された音波と衝突
した第１の発信手段からの音波を受信手段で受信し、こ
の受信された第１の発信手段からの音波の位相情報を検
出し、この検出した位相情報に基づいて第１の発信手段
から発信された音波と第２の発信手段から発信された音
波との衝突位置の温度を求めるようにしたものである。In order to achieve such an object, the first invention (the invention according to claim 1 and claim 6) is a first transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number. A receiving means for receiving the sound wave transmitted from the first transmitting means, and a second transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number whose traveling direction is opposite to that of the sound wave emitted by the first transmitting means. Is provided, and the sound wave is emitted from the first transmission means and the second transmission means at the transmission timings respectively set, and a predetermined position until the sound wave transmitted from the first transmission means reaches the reception means. To collide the sound wave emitted from the first transmitting means with the sound wave emitted from the second transmitting means, and to generate the sound wave from the first transmitting means which collides with the sound wave emitted from the second transmitting means. The first means received by the receiving means, The phase information of the sound wave from the receiving means is detected, and the temperature of the collision position between the sound wave emitted from the first transmitting means and the sound wave emitted from the second transmitting means is obtained based on the detected phase information. It is the one.

【００１９】この発明によれば、第１の発信手段から所
定の波数の音波をプローブ波として発信し、第２の発信
手段から所定の波数の音波をポンプ波として発信する
と、プローブ波が受信手段に到達するまでのいずれかの
位置で所定の波数からなるプローブ波とポンプ波とが衝
突する。プローブ波とポンプ波とが衝突すると、その衝
突位置での温度に応じたポンプ波の圧力変動が、音波の
非線形相互作用によりプローブ波の位相に変化を与え
る。このときの位相変化は衝突位置の温度に依存ずるの
で、このプローブ波の位相変化からプローブ波とポンプ
波との衝突位置の温度を求めることができる。プローブ
波とポンプ波とを波数が数個の短い超音波とすることに
より、任意の１点の温度計測が可能になる。また、定常
的に出力する場合に比べて、系に与える影響を抑え、省
エネルギーを図ることができる。しかしながら、プロー
ブ波の位相変化を抽出するには、複数の波数が必要とな
る。このプローブ波とポンプ波との衝突位置は、プロー
ブ波の発信タイミングとポンプ波の発信タイミングとに
よって任意に定まり、これらの発信タイミングを設定す
ることによって第１の発信手段と受信手段との間の所定
の位置（１箇所）に衝突位置を定めることができる。例
えば、第２の発信手段が第１の受信手段とほゞ同位置に
置かれており、プローブ波の発信タイミングとポンプ波
の発信タイミングとを同タイミングとすれば、第１の発
信手段から発信されたプローブ波が受信手段に到達する
までの間の中央位置でプローブ波とポンプ波とが衝突す
る。したがって、その衝突位置、すなわち中央位置の温
度を求めることができる。According to this invention, when the sound wave having a predetermined wave number is transmitted as the probe wave from the first transmitting means and the sound wave having the predetermined wave number is transmitted as the pump wave from the second transmitting means, the probe wave is received. The probe wave having a predetermined wave number and the pump wave collide with each other at any position until reaching. When the probe wave and the pump wave collide with each other, the pressure fluctuation of the pump wave depending on the temperature at the collision position changes the phase of the probe wave due to the nonlinear interaction of the sound waves. Since the phase change at this time depends on the temperature at the collision position, the temperature at the collision position between the probe wave and the pump wave can be obtained from the phase change of the probe wave. By using the probe wave and the pump wave as short ultrasonic waves having several wave numbers, it is possible to measure the temperature at any one point. In addition, compared with the case where the output is performed steadily, the influence on the system can be suppressed and energy can be saved. However, a plurality of wave numbers are required to extract the phase change of the probe wave. The collision position of the probe wave and the pump wave is arbitrarily determined by the transmission timing of the probe wave and the transmission timing of the pump wave. By setting these transmission timings, the collision position between the first transmission means and the reception means is set. The collision position can be set at a predetermined position (one place). For example, if the second transmitting means is located at substantially the same position as the first receiving means and the probe wave transmitting timing and the pump wave transmitting timing are the same, the first transmitting means transmits the signal. The probe wave and the pump wave collide with each other at the central position until the probe wave thus generated reaches the receiving means. Therefore, the temperature at the collision position, that is, the central position can be obtained.

【００２０】第２発明（請求項２および請求項７に係る
発明）は、所定の波数の音波を所定の周期Ｔ１で発信す
る第１の発信手段と、この第１の発信手段から発信され
た音波を受信する受信手段と、第１の発信手段が発信す
る音波と重なる進行方向が逆向きの所定の波数の音波を
所定の周期Ｔ２で発信する第２の発信手段とを設け、所
定の周期Ｔ１とＴ２とを等しく（Ｔ１＝Ｔ２）、かつこ
の周期Ｔ１およびＴ２を第１の発信手段から発信された
音波が受信手段に到達するまでの時間Ｔ３以上（Ｔ１，
Ｔ２≧Ｔ３）とし、第１の発信手段および第２の発信手
段からそれぞれ設定された発信タイミングで音波を発信
させ、第１の発信手段から発信された音波が受信手段に
到達するまでの間の所定の位置で第１の発信手段から発
信された音波と第２の発信手段から発信された音波とを
衝突させ、この第２の発信手段から発信された音波と衝
突した第１の発信手段からの音波を受信手段で受信さ
せ、この受信された第１の発信手段からの音波の位相情
報を検出し、この検出した位相情報に基づいて第１の発
信手段から発信された音波と第２の発信手段から発信さ
れた音波との衝突位置の温度を求めるようにしたもので
ある。A second invention (the invention according to claim 2 and claim 7) is a first transmitting means for transmitting a sound wave having a predetermined wave number in a predetermined cycle T1, and the first transmitting means. Providing a receiving means for receiving a sound wave and a second transmitting means for sending a sound wave of a predetermined wave number whose traveling direction is opposite to that of the sound wave emitted by the first transmitting means in a predetermined cycle T2, are provided. T1 and T2 are equal (T1 = T2), and the period T1 and T2 is equal to or longer than the time T3 until the sound wave emitted from the first transmitting means reaches the receiving means (T1,
T2 ≧ T3), and the sound wave is emitted from the first transmitting means and the second transmitting means at the respective set transmission timings, until the sound wave emitted from the first transmitting means reaches the receiving means. From the first transmission means that collides the sound wave emitted from the first transmission means with the sound wave emitted from the second transmission means at a predetermined position, and collides with the sound wave emitted from the second transmission means. Of the received sound wave from the first transmitting means is detected, and based on the detected phase information, the sound wave transmitted from the first transmitting means and the second sound wave are detected. The temperature of the collision position with the sound wave transmitted from the transmission means is obtained.

【００２１】この発明によれば、第１の発信手段から所
定の波数の音波をプローブ波として周期Ｔ１で発信し、
第２の発信手段から所定の波数の音波をポンプ波として
周期Ｔ２（＝Ｔ１）で発信すると、プローブ波が受信手
段に到達するまでのいずれかの位置でプローブ波とポン
プ波とが周期的に衝突する。このとき、Ｔ１およびＴ２
をＴ３以上とすることにより、プローブ波は第１の発信
手段から受信手段に至るまでに１度だけポンプ波と衝突
する。このプローブ波とポンプ波との衝突位置は、プロ
ーブ波の発信タイミングとポンプ波の発信タイミングと
によって定まり、これらの発信タイミングを設定するこ
とによって所定の位置（１箇所）にだめることができ
る。例えば、第２の発信手段が第１の受信手段とほゞ同
位置に置かれており、プローブ波の発信タイミングとポ
ンプ波の発信タイミングとを同タイミングとすれば、第
１の発信手段から発信されたプローブ波が受信手段に到
達するまでの間の中央位置でプローブ波とポンプ波とが
周期的に衝突する。プローブ波とポンプ波とが衝突する
と、その衝突位置での温度に応じたポンプ波の圧力変動
が、音波の非線形相互作用によりプローブ波の位相に変
化を与える。この衝突を周期的に繰り返し、位相変化を
加算して行くことにより、プローブ波とポンプ波との衝
突位置の温度をより正確に求めることができる。According to the present invention, the sound wave having a predetermined wave number is transmitted from the first transmission means as the probe wave in the cycle T1,
When a sound wave having a predetermined wave number is transmitted as a pump wave from the second transmitting means at a cycle T2 (= T1), the probe wave and the pump wave are periodically generated at any position until the probe wave reaches the receiving means. collide. At this time, T1 and T2
Is set to T3 or more, the probe wave collides with the pump wave only once from the first transmitting means to the receiving means. The collision position of the probe wave and the pump wave is determined by the transmission timing of the probe wave and the transmission timing of the pump wave, and can be set at a predetermined position (one place) by setting these transmission timings. For example, if the second transmitting means is located at substantially the same position as the first receiving means and the probe wave transmitting timing and the pump wave transmitting timing are the same, the first transmitting means transmits the signal. The probe wave and the pump wave periodically collide with each other at a central position until the probe wave thus generated reaches the receiving means. When the probe wave and the pump wave collide with each other, the pressure fluctuation of the pump wave depending on the temperature at the collision position changes the phase of the probe wave due to the nonlinear interaction of the sound waves. By repeating this collision periodically and adding the phase changes, the temperature at the collision position between the probe wave and the pump wave can be obtained more accurately.

【００２２】第３発明（請求項３および請求項８に係る
発明）は、所定の波数の音波を発信する第１の発信手段
と、この第１の発信手段から発信された音波を受信する
第１の受信手段と、この第１の受信手段とほゞ同位置に
置かれ第１の発信手段が発信する音波と重なる進行方向
が逆向きの所定の波数の音波を発信する第２の発信手段
と、第１の発信手段とほゞ同位置に置かれ第２の発信手
段から発信された音波を受信する第２の受信手段とを設
け、第１の発信手段および第２の発信手段からそれぞれ
設定された発信タイミングで音波を発信させ、第１の発
信手段から発信された音波が第１の受信手段に到達する
までの間の所定の位置で第１の発信手段から発信された
音波と第２の発信手段から発信された音波とを衝突さ
せ、第２の発信手段から発信された音波と衝突した第１
の発信手段からの音波を第１の受信手段で受信させ、こ
の受信された第１の発信手段からの音波の位相情報を検
出し、この検出した位相情報に基づいて第１の発信手段
から発信された音波と第２の発信手段から発信された音
波との衝突位置の温度を第１の温度として求め、第１の
発信手段から発信された音波と衝突した第２の発信手段
からの音波を第２の受信手段で受信させ、この受信され
た第２の発信手段からの音波の位相情報を検出し、この
検出した位相情報に基づいて第１の発信手段から発信さ
れた音波と第２の発信手段から発信された音波との衝突
位置の温度を第２の温度として求め、この求めた第１の
温度と第２の温度との平均値を衝突位置の温度とするよ
うにしたものである。A third invention (the invention according to claim 3 and claim 8) is a first transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number, and a first receiving means for receiving the sound wave transmitted from the first transmitting means. No. 1 receiving means and second transmitting means placed at about the same position as the first receiving means and transmitting a sound wave of a predetermined wave number whose traveling direction is opposite to that of the sound wave emitted by the first transmitting means. And a second receiving means that is placed at substantially the same position as the first transmitting means and receives the sound waves transmitted from the second transmitting means, and the first transmitting means and the second transmitting means respectively. A sound wave is emitted at a set transmission timing, and a sound wave emitted from the first transmission means and a sound wave emitted from the first transmission means are transmitted at a predetermined position until the sound wave emitted from the first transmission means reaches the first reception means. The second sound transmission means is caused to collide with the sound wave transmitted from the second sound transmission means. The collided with al originated sonic 1
The sound wave from the transmitting means is received by the first receiving means, the phase information of the received sound wave from the first transmitting means is detected, and the phase is transmitted from the first transmitting means based on the detected phase information. The temperature at the collision position between the generated sound wave and the sound wave emitted from the second transmission means is determined as the first temperature, and the sound wave from the second transmission means that collides with the sound wave emitted from the first transmission means is calculated. The second receiving means receives the received sound wave, and the phase information of the received sound wave from the second sending means is detected. Based on the detected phase information, the sound wave sent from the first sending means and the second sound wave are detected. The temperature at the collision position with the sound wave transmitted from the transmission means is obtained as the second temperature, and the average value of the obtained first temperature and second temperature is set as the temperature at the collision position. .

【００２３】この発明によれば、第１の発信手段から所
定の波数の音波をプローブ波兼ポンプ波として発信し、
第２の発信手段から所定の波数の音波をポンプ波兼プロ
ーブ波として発信すると、プローブ波兼ポンプ波が第１
の受信手段に到達するまでのどこかの位置でプローブ波
兼ポンプ波とポンプ波兼プローブ波とが衝突する。この
プローブ波兼ポンプ波とポンプ波兼プローブ波との衝突
位置は、プローブ波兼ポンプ波の発信タイミングとポン
プ波兼プローブ波の発信タイミングとによって定まり、
これらの発信タイミングを設定することによって任意の
位置とすることができる。例えば、プローブ波兼ポンプ
波の発信タイミングとポンプ波兼プローブ波の発信タイ
ミングとを同タイミングとすれば、プローブ波兼ポンプ
波とポンプ波兼プローブ波とは第１の発信手段から発信
されたプローブ波兼ポンプ波が第１の受信手段に到達す
るまでの間の中央位置で衝突する。プローブ波兼ポンプ
波とポンプ波兼プローブ波とが衝突すると、その衝突位
置での温度に応じたポンプ波兼プローブ波の圧力変動
が、音波の非線形相互作用によりプローブ波兼ポンプ波
の位相に変化を与える。また、その衝突位置での温度に
応じたプローブ波兼ポンプ波の圧力変動が、音波の非線
形相互作用によりポンプ波兼プローブ波の位相に変化を
与える。プローブ波兼ポンプ波の位相変化、ポンプ波兼
プローブ波の位相変化、それぞれからプローブ波兼ポン
プ波とポンプ波兼プローブ波との衝突位置の温度を求め
ることができ、これらの温度の平均値を求めることによ
り計測精度が高まる。According to the present invention, the sound wave having a predetermined wave number is transmitted from the first transmission means as a probe wave and a pump wave,
When a sound wave having a predetermined wave number is transmitted as a pump wave / probe wave from the second transmitting means, the probe wave / pump wave becomes the first wave.
The probe wave / pump wave and the pump wave / probe wave collide with each other at some position before reaching the receiving means. The collision position between the probe wave / pump wave and the pump wave / probe wave is determined by the transmission timing of the probe wave / pump wave and the transmission timing of the pump wave / probe wave.
An arbitrary position can be set by setting these transmission timings. For example, if the transmission timing of the probe wave / pump wave and the transmission timing of the pump wave / probe wave are the same, the probe wave / pump wave and the pump wave / probe wave are transmitted from the first transmission means. The wave / pump wave collides at the central position until it reaches the first receiving means. When the probe wave / pump wave collides with the pump wave / probe wave, the pressure fluctuation of the pump wave / probe wave depending on the temperature at the collision position changes to the phase of the probe wave / pump wave due to the nonlinear interaction of sound waves. give. Further, the pressure fluctuation of the probe wave / pump wave depending on the temperature at the collision position changes the phase of the pump wave / probe wave due to the nonlinear interaction of the sound waves. The temperature of the collision position of the probe wave / pump wave and the pump wave / probe wave can be calculated from the phase change of the probe wave / pump wave, the phase change of the pump wave / probe wave, and the average value of these temperatures. The accuracy of the measurement is improved by obtaining it.

【００２４】第４発明（請求項４および請求項９に係る
発明）は、第１，第２および第３発明において、第１の
発信手段から発信される音波および第２の発信手段から
発信される音波の何れか一方の発信タイミングを変更
し、第１の発信手段からの音波と第２の発信手段からの
音波との衝突位置を変更するようにしたものである。こ
の発明によれば、第１の発信手段から発信する音波をプ
ローブ波とし、第２の発信手段から発信する音波をポン
プ波とし、ポンプ波の発信タイミングを基準とした場
合、ポンプ波に対するプローブ波の発信タイミングを前
後にずらすことにより、プローブ波とポンプ波との衝突
位置を自由に調整することができる。プローブ波の発信
タイミングを基準とした場合には、プローブ波に対する
ポンプ波の発信タイミングを前後にずらすことにより、
プローブ波とポンプ波との衝突位置を自由に調整するこ
とができる。A fourth invention (the invention according to claims 4 and 9) is, in the first, second and third inventions, a sound wave sent from the first sending means and a sound wave sent from the second sending means. By changing the transmission timing of either one of the sound waves generated by the first and second sound generators, the collision position of the sound wave from the first sound generator and the sound wave from the second sound generator is changed. According to the present invention, when the sound wave emitted from the first transmitting means is the probe wave and the sound wave emitted from the second transmitting means is the pump wave, and the transmission timing of the pump wave is used as a reference, the probe wave for the pump wave is used. It is possible to freely adjust the collision position between the probe wave and the pump wave by shifting the transmission timing of the wave. When the probe wave transmission timing is used as a reference, by shifting the pump wave transmission timing relative to the probe wave,
The collision position between the probe wave and the pump wave can be adjusted freely.

【００２５】第５発明（請求項５および請求項１０に係
る発明）は、第２発明において、第１の発信手段から周
期的に発信された複数の音波の位相変化を同期加算した
値を受信された第１の発信手段からの音波の位相情報と
して検出するようにしたものである。この発明によれ
ば、複数のプローブ波から位相変化を同期加算すること
により、計測精度が高まる。A fifth invention (the invention according to claim 5 and claim 10), in the second invention, receives a value obtained by synchronously adding the phase changes of a plurality of sound waves periodically transmitted from the first transmitting means. This is detected as the phase information of the sound wave from the generated first transmitting means. According to the present invention, the measurement accuracy is increased by synchronously adding the phase changes from the plurality of probe waves.

【００２６】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。 〔実施の形態１〕図１はこの発明の一実施の形態を示す
室内温度計測システムの要部を示す機能ブロック図であ
る。同図において、７は超音波を発信する第１の発信
器、８は超音波を受信する受信器であり、発信器７と受
信器８とは観測ラインＬの両端に配置されている。９は
超音波を発信する第２の発信器であり、受信器８とほゞ
同位置に置かれ、第１の発信器７が発信する超音波と重
なる進行方向が逆向きの超音波を発信する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIG. 1 is a functional block diagram showing a main part of an indoor temperature measuring system showing an embodiment of the present invention. In the figure, 7 is a first transmitter for transmitting ultrasonic waves, 8 is a receiver for receiving ultrasonic waves, and the transmitter 7 and the receiver 8 are arranged at both ends of the observation line L. Reference numeral 9 is a second transmitter for transmitting an ultrasonic wave, which is placed at substantially the same position as the receiver 8 and transmits an ultrasonic wave whose traveling direction is opposite to that of the ultrasonic wave emitted by the first transmitter 7. To do.

【００２７】第１の発信器７にはドライバ１０が設けら
れている。第２の発信器９にはドライバ１１が設けられ
ている。ドライバ１０とドライバ１１とは同一構成で、
送信時間設定部１０−１，１１−１と、送信波発生部１
０−２，１１−２と、送信波ドライブ１０−３，１１−
３とを備えている。The first transmitter 7 is provided with a driver 10. The second transmitter 9 is provided with a driver 11. The driver 10 and the driver 11 have the same configuration,
Transmission time setting units 10-1 and 11-1 and transmission wave generation unit 1
0-2, 11-2 and transmission wave drive 10-3, 11-
3 and 3.

【００２８】第１の発信器７はドライバ１０によって駆
動され、波数が数個の短い超音波（プローブ波）１２を
所定の周期Ｔ１で発信する。発信器７から発信されるプ
ローブ波１２の発信タイミングは、ドライバ１０におけ
る送信時間設定部１０−１への時間設定により変更可能
とされている。The first oscillator 7 is driven by a driver 10 and emits a short ultrasonic wave (probe wave) 12 having several wave numbers at a predetermined cycle T1. The transmission timing of the probe wave 12 transmitted from the transmitter 7 can be changed by setting the time in the transmission time setting unit 10-1 in the driver 10.

【００２９】第２の発信器９はドライバ１１によって駆
動され、波数が数個の短い超音波（ポンプ波）１３を所
定の周期Ｔ２で発信する。発信器９から発信されるポン
プ波１３の発信タイミングは、ドライバ１１における送
信時間設定部１１−１への時間設定により変更可能とさ
れている。The second oscillator 9 is driven by a driver 11 and emits a short ultrasonic wave (pump wave) 13 having several wave numbers at a predetermined cycle T2. The transmission timing of the pump wave 13 transmitted from the transmitter 9 can be changed by setting the time in the transmission time setting unit 11-1 in the driver 11.

【００３０】本実施の形態において、第１の発信器７か
ら発信されるプローブ波１２の出力エネルギーは大き
く、第２の発信器９から発信されるポンプ波１３のそれ
と同程度とされている。また、プローブ波１２とポンプ
波１３とは、その波形が相似している。すなわち、本実
施の形態において、第１の発信器７と第２の発信器９の
出力エネルギーは同程度であり、プローブ波用の発信器
７とポンプ波用の発信器９とは共通部品とされている。In the present embodiment, the output energy of the probe wave 12 emitted from the first oscillator 7 is large, and is approximately the same as that of the pump wave 13 emitted from the second oscillator 9. The waveforms of the probe wave 12 and the pump wave 13 are similar to each other. That is, in the present embodiment, the output energies of the first oscillator 7 and the second oscillator 9 are about the same, and the probe wave oscillator 7 and the pump wave oscillator 9 are common components. Has been done.

【００３１】また、本実施の形態において、第１の発信
器７から発信されるプローブ波１２の周期Ｔ１と第２の
発信器９から発信されるポンプ波１３の周期Ｔ２とは等
しく（Ｔ１＝Ｔ２）、かつこの周期Ｔ１およびＴ２は発
信器７から発信されたプローブ波１２が受信器８に到達
するまでの時間Ｔ３以上とされている。この例では、Ｔ
１＝Ｔ２＝Ｔ３とされている。Further, in the present embodiment, the period T1 of the probe wave 12 emitted from the first oscillator 7 and the period T2 of the pump wave 13 emitted from the second oscillator 9 are equal (T1 = T2), and the periods T1 and T2 are set to a time T3 or more before the probe wave 12 transmitted from the transmitter 7 reaches the receiver 8. In this example, T
1 = T2 = T3.

【００３２】受信器８に対しては演算処理部１４が設け
られている。演算処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部１５と、
位相情報抽出部１６と、フーリエ変換／逆フーリエ変換
部１７と、温度算出部１８と、記憶部１９とを備えてい
る。記憶部１９には温度係数Ａ（Ｔ）と温度Ｔとの関係
を示す温度係数テーブルＴＡが格納されている。Ａ／Ｄ
変換部１５，位相情報抽出部１６，フーリエ変換／逆フ
ーリエ変換部１７，温度算出部１８の機能および温度係
数テーブルＴＡについては後述する。An arithmetic processing unit 14 is provided for the receiver 8. The arithmetic processing unit 14 includes an A / D conversion unit 15 and
The phase information extraction unit 16, the Fourier transform / inverse Fourier transform unit 17, the temperature calculation unit 18, and the storage unit 19 are provided. The storage unit 19 stores a temperature coefficient table TA indicating the relationship between the temperature coefficient A (T) and the temperature T. A / D
The functions of the conversion unit 15, the phase information extraction unit 16, the Fourier transform / inverse Fourier transform unit 17, the temperature calculation unit 18, and the temperature coefficient table TA will be described later.

【００３３】〔計測原理〕この室内温度計測システムの
動作の説明に入る前に計測原理について説明する。気体
が断熱変化する場合、圧力ｐは非線の変化をし、下記
（１）式のような非線形の関係式が成立する。 ｐ＝ｐ₀ ＋Ａ（Δρ／ρ₀ ）＋（Ｂ／２）・（Δρ／ρ₀ ）² ＋・・・ ・・・・（１） 但し、ｐは圧力、ｐ₀ は平衡時の圧力、ρは密度、ρ₀
は平衡時の密度、Δρ＝ρ−ρ₀ 、Ａ＝γｐ₀ 、Ｂ＝γ
（γ−１）ｐ₀ 、γ＝Ｃｐ／Ｃν（比熱比）、Ｂ／Ａ≦
２／３＝０．６６７。[Measurement Principle] The measurement principle will be described before the description of the operation of the indoor temperature measurement system. When the gas undergoes adiabatic change, the pressure p changes non-linearly, and a non-linear relational expression such as the following expression (1) is established. p = p ₀ + A (Δρ / ρ ₀ ) + (B / 2) · (Δρ / ρ ₀ ) ² + ... (1) where p is pressure and p ₀ is pressure at equilibrium, ρ is the density, ρ ₀
Is the density at equilibrium, Δρ = ρ−ρ ₀ , A = γp ₀ , B = γ
(Γ-1) p ₀ , γ = Cp / Cν (specific heat ratio), B / A ≦
2/3 = 0.667.

【００３４】位置Ｘで気温が平衡状態から変動した時、
この変動に起因する上記の圧力変動（非線形）が生じ、
結果的にこの変動部分の位置Ｘを通過する有限振幅の超
音波（ポンプ波）の音圧が変化する。ここで、このポン
プ波に別の超音波（プローブ波）を衝突させると、プロ
ーブ波の音速が下記（２）式のように変化を受ける。 ｃ（Ｘ）＝ｃ₀ ＋ｃ（Ｘ）＋ρ₀ ｃ₀ ³Ｎ_p ・〔１／｛（ρ₀ ＋ρ（Ｘ））・（ｃ ₀ ＋ｃ（Ｘ））・Ｐ_p （Ｘ）｝〕 ・・・・（２） 但し、ｃ₀ は平衡時の音速、ｃ（Ｘ）は変動部分での位
置Ｘでの音速、Ｎ_p は空気媒質の位相シフトパラメータ
で、Ｎ_p ＝｛（１／２ρ₀ ｃ₀ ³）｝・（Ｂ／Ａ）。Ｐ_p
（Ｘ）は、変動部分の位置Ｘでのポンプ波の音圧波数で
ある。When the temperature at position X fluctuates from the equilibrium state,
The above pressure fluctuation (non-linear) caused by this fluctuation occurs,
As a result, there is a finite amplitude
The sound pressure of the sound wave (pump wave) changes. Where this pong
When another ultrasonic wave (probe wave) collides with the wave
The sound velocity of the wave is subject to change as shown in equation (2) below. c (X) = c₀+ C (X) + ρ₀c₀ ³N_p・ [1 / {(ρ₀+ Ρ (X)) ・ (c ₀ + C (X)) ・ P_p(X)}] ... (2) However, c₀Is the sound velocity at equilibrium, and c (X) is the position at the fluctuation part.
Sound velocity at position X, N_pIs the phase shift parameter of the air medium
So N_p= {(1 / 2ρ₀c₀ ³)} · (B / A). P_p
(X) is the sound pressure wave number of the pump wave at the position X of the fluctuation part
is there.

【００３５】ここで、ｃ₀ ≧ｃ（Ｘ）のように変動部分
の位置Ｘでの音速ｃ（Ｘ）が十分小さい値の場合、プロ
ーブ波の位相ψ（Ｘ）は下記の（３）式のようになる。 ψ（Ｘ）＝ψ₀ ＋Δψ（Ｘ） ・・・・（３） 但し、ψ₀ ＝（ω／ｃ₀ ）・ｌ、ωはプローブ波の振動
数、ｌは発信器と受信器との間の距離である。Here, when the sound velocity c (X) at the position X of the changing portion is a sufficiently small value such as c ₀ ≧ c (X), the phase ψ (X) of the probe wave is expressed by the following equation (3). become that way. ψ (X) = ψ ₀ + Δψ (X) ··· (3) where ψ ₀ = (ω / c ₀ ) · l, ω is the frequency of the probe wave, and l is between the transmitter and the receiver. Is the distance.

【００３６】良く知られているように一次元の波動方程
式は、次のように表記される。 〔｛∂² ／（∂² Ｘ）｝−（１／ｃ₀ ²）・｛∂² ／（∂² ｔ）｝〕・ｆ（Ｘ，ｔ ）＝０ ・・・・（４） ｃ₁ とｃ₂ を適当な係数に、ｃ₀ を速度とすると、この
微分方程式の一般解は、 ｃ₁ｆ（Ｘ−ｃ₀ｔ）＋ｃ₁ｆ（Ｘ＋ｃ₀ｔ） ・・・・（５） となる。但し、ｆ（Ｘ−ｃ₀ｔ）は進行波、ｆ（Ｘ＋ｃ₀
ｔ）は後退波を意味する。また、一次元の波動なので関
数ｆ（Ｘ）は適当に定めてよい。As is well known, the one-dimensional wave equation is expressed as follows. [{∂ ² / (∂ ² X)}-(1 / c ₀ ² ) ・ {∂ ² / (∂ ² t)}] ・ f (X, t) = 0 ・ ・ ・ ・ (4) c ₁ and When c ₂ is an appropriate coefficient and c ₀ is a velocity, the general solution of this differential equation is c ₁ f (X−c ₀ t) + c ₁ f (X + c ₀ t) ... (5) . _{However, f (X-c 0 t} ) is a traveling wave, f (X + c ₀
t) means backward wave. Further, since it is a one-dimensional wave, the function f (X) may be set appropriately.

【００３７】ポンプ波発信後ｔでのポンプ波の音圧波形
は Ｐ_p （Ｘ，ｔ）＝ｆ（Ｘ−ｃ₀ｔ） ・・・・（６） と表せる。すなわち、ポンプ波はここでは一次元進行波
と想定している。ポンプ波発信から時刻ｔ経過してプロ
ーブ波を受信したとき、２つの音波が相互作用する位置
Ｘ₀ は、Ｘ₀ ＝ｃ₀ｔ／２ であり、またポンプ波もこの
計測系では、Ｐ_p（Ｘ，ｔ）＝ｆ｛（ｃ₀ｔ／２）−Ｘ｝
となる。結局、ポンプ波に代入すると、 Ｐ_p （Ｘ，ｔ）＝ｆ｛（ｃ₀ｔ／２）−Ｘ｝＝ｆ（Ｘ₀ −Ｘ）＝Ｐ_p （Ｘ）・ ・・・（７） の関係が成立する。ポンプ波発信後ｔでプローブ波を受
信した時、このプローブ波の位相は、ψ（Ｘ）＝ψ₀ ＋
Δψ（Ｘ）となる。すなわち、位相の変化分Δψ（Ｘ）
を含むようになっているとする。但し、ψ₀ ＝（ω／ｃ
₀ ）・ｌであり、このΔψ（Ｘ）は下記（８）式のよう
に表現される。（８）式のＡ（Ｔ，Ｘ）は、下記（９）
式のように表現される。The sound pressure waveform of the pump wave at t after the pump wave is transmitted can be expressed as P _p (X, t) = f (X−c ₀ t) (6). That is, here, the pump wave is assumed to be a one-dimensional traveling wave. When the probe wave is received after the time t has elapsed from the pump wave transmission, the position X ₀ where the two sound waves interact is X ₀ = c ₀ t / 2, and the pump wave is also P _{p in} this measurement system. (X, t) = f {(c ₀ t / 2) −X}
Becomes After all, when substituted into the pump _{wave, P p (X, t)} = f of _{{(c 0 t / 2)} -X} = f (X 0 -X) = P p (X) · ··· (7) The relationship is established. When a probe wave is received at t after the pump wave is transmitted, the phase of this probe wave is ψ (X) = ψ ₀ +
Δψ (X). That is, the phase change Δφ (X)
It is supposed to include. However, ψ ₀ = (ω / c
₀ ) · l, and this Δψ (X) is expressed by the following equation (8). A (T, X) in the equation (8) is the following (9).
It is expressed like an expression.

【００３８】[0038]

【数１】 [Equation 1]

【００３９】 Ａ（Ｔ，Ｘ）＝（１−ｃ（Ｘ）／ｃ₀ ）／（１＋ρ（Ｘ）／ρ₀ ） ・・・ ・（９）A (T, X) = (1-c (X) / c ₀ ) / (1 + ρ (X) / ρ ₀ ) ... (9)

【００４０】位相の変化分Δψ（Ｘ）の内容はＰ
_p （Ｘ）＝ｆ（Ｘ₀ −Ｘ）の関係を使って、下記（９）
式のように表現できる。さらに、これは、下記（１０）
式のように、積分区間を広げることができる。この位相
変化はその方程式の表現から関数Ａ（Ｔ，κ）と関数ｆ
（κ）とのコンボルーションであることが理解できる。
ここで、κは観測ラインＬ上のポンプ波とプローブ波と
が衝突する位置である。κ＝０〜ｌ：ｌは発信器２と受
信器３内の距離。The content of the phase change Δφ (X) is P
Using the relation of _p (X) = f (X ₀ −X), the following (9)
It can be expressed like an expression. Furthermore, this is (10) below.
As in the formula, the integration interval can be widened. From the expression of the equation, this phase change is expressed by the function A (T, κ) and the function f.
It can be understood that it is a convolution with (κ).
Here, κ is the position on the observation line L where the pump wave and the probe wave collide. κ = 0 to 1: l is the distance between the transmitter 2 and the receiver 3.

【００４１】[0041]

【数２】 [Equation 2]

【００４２】実際、計測系を考察すると、衝突による非
線形作用は空間的に有限な領域で起こるので、式（１
０）は、仮定ではなく、確かに位相変化は２つの関数の
コンボルーションとなっていることが分かる。このコン
ボルーションをフーリエ変換すると、よく知られた関係
の下記（１１）式が成り立つ（フーリエ変換でのコンボ
ルーション表現）。In fact, considering the measurement system, since the nonlinear action due to collision occurs in a spatially finite region, the equation (1
It can be seen that 0) is not an assumption, and that the phase change is indeed a convolution of two functions. When this convolution is Fourier transformed, the following well-known relationship (11) is established (convolution expression by Fourier transform).

【００４３】[0043]

【数３】 [Equation 3]

【００４４】（１１）式において、Ａ（Ｔ，κ）は、温
度Ｔに依存する係数である。ここで、Ａ（Ｔ，κ）は、
逆フーリエ変換から下記（１２）式のように求まる。In the equation (11), A (T, κ) is a coefficient depending on the temperature T. Where A (T, κ) is
It is obtained from the inverse Fourier transform as shown in the following expression (12).

【００４５】[0045]

【数４】 [Equation 4]

【００４６】なお、変数κは、発信器と受信器との間の
任意の位置を示すので、これは変数の表現をＸにかえ
て、下記（１３）式と表現を変えても問題はない。 Ａ（Ｔ，Ｘ）＝（１−ｃ（Ｘ）／ｃ₀ ）／（１＋ρ（Ｘ）／ρ₀ ） ・・・ ・（１３） このように位相変化Δψ（Ｘ）から温度Ｔと位置Ｘの関
数Ａ（Ｔ，Ｘ）の値を知ることができる。これを、計測
システムの中に予め収めている下記（１４）式で示され
る温度係数Ａ（Ｔ）と比較し、Ａ（Ｔ，Ｘ）＝Ａ（Ｔ）
が成立する温度Ｔを求める。この温度Ｔが計測系の位置
Ｘでの温度Ｔである。Since the variable κ indicates an arbitrary position between the transmitter and the receiver, there is no problem even if the expression of the variable is changed to X and the expression (13) below is changed. . A (T, X) = (1-c (X) / c ₀ ) / (1 + ρ (X) / ρ ₀ ) ... (13) In this way, from the phase change Δψ (X), the temperature T and the position X are obtained. The value of the function A (T, X) of can be known. This is compared with the temperature coefficient A (T) shown in the following formula (14) stored in the measurement system in advance, and A (T, X) = A (T)
The temperature T at which is satisfied is determined. This temperature T is the temperature T at the position X of the measurement system.

【００４７】 Ａ（Ｔ）＝（１−ｃ（Ｔ）／ｃ₀ ）／（１＋ρ（Ｔ）／ρ₀ ） ・・・・（１４ ） 但し、ｃ（Ｔ）とρ（Ｔ）は、それぞれ温度Ｔにおいて
の気体の速度と密度の微小変化分である。図３に温度Ｔ
と温度係数Ａ（Ｔ）との関係を示す。A (T) = (1-c (T) / c ₀ ) / (1 + ρ (T) / ρ ₀ ) ... (14) where c (T) and ρ (T) are respectively It is a minute change in the velocity and density of the gas at the temperature T. Figure 3 shows the temperature T
And the temperature coefficient A (T).

【００４８】〔計測動作〕上述した計測原理に従って図
１に示した室内温度計測システムは動作する。なお、こ
の実施の形態では、第２の発信器９から発信するポンプ
波１３の発信タイミングを基準とし、第１の発信器７か
ら発信するプローブ波１２の発信タイミングを前後にず
らすことにより、観測ラインＬにおけるプローブ波１２
とポンプ波１３との衝突位置を調整するものとする。[Measuring Operation] The indoor temperature measuring system shown in FIG. 1 operates according to the above-described measuring principle. In this embodiment, the transmission timing of the pump wave 13 transmitted from the second oscillator 9 is used as a reference, and the transmission timing of the probe wave 12 transmitted from the first oscillator 7 is shifted back and forth to observe. Probe wave 12 in line L
The collision position between the pump wave 13 and the pump wave 13 is adjusted.

【００４９】すなわち、ドライバ１１における送信時間
設定部１１−１への時間設定は固定とし、ドライバ１０
における送信時間設定部１０−１への時間設定を変更す
ることにより、プローブ波１２の発信タイミングを調整
するものとする。勿論、ポンプ波１３の発信タイミング
を調整することによって、観測ラインＬにおけるプロー
ブ波１２とポンプ波１３との衝突位置を調整するように
してもよいことはいうまでない。That is, the time setting in the transmission time setting section 11-1 in the driver 11 is fixed and the driver 10
The transmission timing of the probe wave 12 is adjusted by changing the time setting to the transmission time setting unit 10-1 in. Needless to say, the collision position between the probe wave 12 and the pump wave 13 on the observation line L may be adjusted by adjusting the transmission timing of the pump wave 13.

【００５０】今、プローブ波１２の発信タイミングの調
整によって、ポンプ波１３の発信後、所定の時間ｔ_pp遅
れてプローブ波１２が発信されるものとする。すなわ
ち、発信器９からポンプ波１３を発信した後（図２
（ａ）参照：ｔ０点）、ｔ_pp時間遅れたｔ１点で（図２
（ｂ）参照）、発信器７からプローブ波１２を発信する
ものとする。この場合、プローブ波１２とポンプ波１３
とは、観測ラインＬにおける発信器７側の所定の位置Ｘ
₀ で衝突する（図２（ｃ）参照）。Now, it is assumed that by adjusting the transmission timing of the probe wave 12, the probe wave 12 is transmitted with a predetermined time t _pp after the pump wave 13 is transmitted. That is, after transmitting the pump wave 13 from the oscillator 9 (see FIG.
(A) See: t0 points), in point t1 which is delayed t _pp time (Fig. 2
(See (b)), and the probe wave 12 is emitted from the oscillator 7. In this case, the probe wave 12 and the pump wave 13
Is a predetermined position X on the observation line L on the transmitter 7 side.
Collision occurs at ₀ (see FIG. 2C).

【００５１】すなわち、プローブ波１２とポンプ波１３
とが同時に発信された場合には観測ラインＬの中央で衝
突するが、この場合、プローブ波１２がポンプ波１３よ
りもｔ_pp時間遅れて発信されているので、この遅れ時間
ｔ_ppに応じた発信器７側の所定の位置Ｘ₀ でプローブ波
１２とポンプ波１３とが衝突する。この所定の位置Ｘ ₀
でのプローブ波１２とポンプ波１３との衝突は、Ｔ１＝
Ｔ２でかつＴ１，Ｔ２＝Ｔ３であるので、周期的に繰り
返される。That is, the probe wave 12 and the pump wave 13
When and are transmitted at the same time, the collision is made at the center of the observation line L.
However, in this case, the probe wave 12 is the pump wave 13
Rimo t_ppSince it is sent with a time delay, this delay time
t_ppPredetermined position X on the transmitter 7 side according to₀At the probe wave
12 and the pump wave 13 collide. This predetermined position X ₀
The collision between the probe wave 12 and the pump wave 13 at T1 =
Since it is T2 and T1, T2 = T3, it is repeated cyclically.
returned.

【００５２】プローブ波１２とポンプ波１３とが衝突す
ると、その衝突位置Ｘ₀ での温度に応じたポンプ波１３
の圧力変動が、音波の非線形相互作用によりプローブ波
１２の位相に変化を与える。ポンプ波１３と衝突したプ
ローブ波１２は受信器９で受信される。When the probe wave 12 and the pump wave 13 collide, the pump wave 13 corresponding to the temperature at the collision position X _0.
Fluctuations in the pressure change the phase of the probe wave 12 due to the non-linear interaction of the sound waves. The probe wave 12 colliding with the pump wave 13 is received by the receiver 9.

【００５３】受信器９で受信されたプローブ波１２はＡ
／Ｄ変換部１５を介して位相情報抽出部１６へ受信デー
タとして送られる。Ａ／Ｄ変換部１５は、増幅器１５−
１とフィルタ１５−２とＡ／Ｄ変換器１５−３とを有
し、受信器９で受信されたプローブ波１２を増幅、フィ
ルタリングした後、デジタル化し、受信データとして位
相情報抽出部１６へ送る。The probe wave 12 received by the receiver 9 is A
It is sent as received data to the phase information extraction unit 16 via the / D conversion unit 15. The A / D converter 15 includes an amplifier 15-
1, a filter 15-2, and an A / D converter 15-3, the probe wave 12 received by the receiver 9 is amplified and filtered, then digitized, and sent to the phase information extraction unit 16 as received data. .

【００５４】位相情報抽出部１６は、Ａ／Ｄ変換部１５
からのデジタル化された受信データから時間ｔの関数で
ある位相ψ（Ｘ）を抽出し（図４参照）、この抽出した
位相ψ（Ｘ）からプローブ波１２の位相変化Δψ
_i（Ｘ） を算出する。このとき、周期的に発信されたＮ
個（ｉ＝１〜Ｎ）のプローブ波１２について、位相変化
Δψ _i（Ｘ） を算出する。そして、この位相変化Δψ_i
（Ｘ） を加算し、平均化して位相変化Δψ（Ｘ）を求
め、The phase information extraction unit 16 includes an A / D conversion unit 15
As a function of time t from the digitized received data from
A certain phase ψ (X) is extracted (see FIG. 4) and extracted.
Phase change Δφ of the probe wave 12 from the phase ψ (X)
_i(X) is calculated. At this time, N transmitted periodically
Phase change for each (i = 1 to N) probe wave 12
Δψ _i(X) is calculated. Then, this phase change Δψ_i
(X) is added and averaged to obtain the phase change Δψ (X)
Because

【００５５】[0055]

【数５】 [Equation 5]

【００５６】この同期加算によって得た位相変化Δψ
（Ｘ）を衝突位置Ｘ₀ での位相変化Δψ（Ｘ₀ ）とす
る。これにより、Ｓ／Ｎ比を向上させて、衝突位置Ｘ₀
での正確な位相変化Δψ（Ｘ₀ ）を算出することができ
る。Phase change Δψ obtained by this synchronous addition
Let (X) be the phase change Δψ (X ₀ ) at the collision position X ₀ . As a result, the S / N ratio is improved and the collision position X ₀
It is possible to calculate an accurate phase change Δψ (X ₀ ) at.

【００５７】なお、位相変化Δψ（Ｘ₀ ）は、例えば図
５に示すような回路構成により求める。図５において、
Ｖｐは観測波（プローブ波）、Ｖｃは内部で作成する基
準波とする。この回路構成により、観測波Ｖｐと基準波
Ｖｃとから、Ｖ₁ Ｖ₂ ｃｏｓ（ｗ−ｐ）およびＶ₁ Ｖ₂
ｃｏｓ（ｗ＋ｐ）を得る。The phase change Δψ (X ₀ ) is obtained by the circuit configuration shown in FIG. 5, for example. In FIG.
Vp is an observation wave (probe wave), and Vc is a reference wave created internally. With this circuit configuration, from the observed wave Vp and the reference wave Vc, V ₁ V ₂ cos (w−p) and V ₁ V _{2 can be obtained.}
Obtain cos (w + p).

【００５８】Ｖｐ＝Ｖ₁ ｓｉｎｐｔ＝Ｖ₁ ｓｉｎ（ωｔ
＋ψ₀ ＋Δψ（Ｘ））＝Ｖ₁ ｓｉｎｔ｛ω＋（ψ₀ ／
ｔ）＋（Δψ（Ｘ）／ｔ）｝であり、よってｐ＝ω＋
（ψ₀ ／ｔ）＋（Δψ（Ｘ）／ｔ）と表せる。Ｖｃ＝Ｖ
₂ ｓｉｎｗｔ＝Ｖ₂ ｓｉｎ（ωｔ＋ψ₀ ）＝Ｖ₂ ｓｉｎ
ｔ｛ω＋（ψ ₀ ／ｔ）｝であり、よってｗ＝ω＋（ψ₀
／ｔ）と表せる。Vp = V₁ sinpt = V₁ sin (ωt
+ Ψ₀+ Δψ (X)) = V₁ sint {ω + (ψ₀/
t) + (Δψ (X) / t)}, so p = ω +
(Ψ₀/ T) + (Δψ (X) / t). Vc = V
₂sinwt = V₂sin (ωt + ψ₀) = V₂sin
t {ω + (ψ ₀/ T)}, and thus w = ω + (ψ₀
/ T).

【００５９】以上より、ｐ−ｗ＝Δψ（Ｘ）／ｔ、ｐ＋
ｗ＝２ω＋（２ψ₀ ／ｔ）＋（Δψ（Ｘ）／ｔ）が得ら
れる。したがって、Ｖ₁ Ｖ₂ ｃｏｓ（ｗ−ｐ）＝Ｖ₁ Ｖ
₂ ｃｏｓ｛Δψ（Ｘ）／ｔ｝ｔ＝Ｖ₁ Ｖ₂ ｃｏｓΔψ
（Ｘ）となり、位相差Δψ（Ｘ）の関数が求まる。これ
により、位相差Δψ（Ｘ）、すなわち位相変化Δψ（Ｘ
₀ ）を求めることができる。また、振幅Ｖ₁ ，Ｖ₂ は、
規格化してＶ₁ ＝Ｖ₂ ＝１と回路上簡単に設定すること
ができる。From the above, p−w = Δψ (X) / t, p +
w = 2ω + (2ψ₀ / T) + (Δψ (X) / t)
Be done. Therefore, V₁V₂cos (w-p) = V₁V
₂cos {Δψ (X) / t} t = V₁V₂cos Δψ
(X), and the function of the phase difference Δφ (X) is obtained. this
, The phase difference Δψ (X), that is, the phase change Δψ (X
₀) Can be asked. Also, the amplitude V₁, V₂Is
Normalized to V₁= V₂= 1 and easy to set on the circuit
You can

【００６０】位相情報抽出部１６で得られた位相変化Δ
ψ（Ｘ₀ ）はフーリエ変換／逆フーリエ変換部１７へ送
られる。フーリエ変換／逆フーリエ変換部１７（図６参
照）は、位相変化Δψ（Ｘ₀ ）のフーリエ変換データと
事前に求められている超音波パルス波ｆ（Ｘ）のフーリ
エ変換データとの割り算を行い、Phase change Δ obtained by the phase information extraction unit 16
ψ (X ₀ ) is sent to the Fourier transform / inverse Fourier transform unit 17. The Fourier transform / inverse Fourier transform unit 17 (see FIG. 6) divides the Fourier transform data of the phase change Δψ (X ₀ ) and the Fourier transform data of the ultrasonic pulse wave f (X) that is obtained in advance. ,

【００６１】[0061]

【数６】 [Equation 6]

【００６２】さらに逆フーリエ演算を施し、下記（１
７）式より、位置Ｘ₀ での係数Ａ（Ｔ，Ｘ₀ ）を求め、
温度算出部１８へ送る。なお、この例では、係数Ａ
（Ｔ，Ｘ₀）の算出にあたって逆フーリエ変換を用いた
が、ウエブレット変換などを用いてもよい。Further, an inverse Fourier calculation is performed, and the following (1
From the equation 7), the coefficient A (T, X ₀ ) at the position X ₀ is calculated,
It is sent to the temperature calculation unit 18. In this example, the coefficient A
Although the inverse Fourier transform is used in the calculation of (T, X ₀ ), the wavelet transform or the like may be used.

【００６３】[0063]

【数７】 [Equation 7]

【００６４】温度算出部１８では、記憶部１９に格納さ
れている温度係数テーブルＴＡを参照し、フーリエ変換
／逆フーリエ変換部１７からの係数Ａ（Ｔ，Ｘ₀ ）と温
度係数Ａ（Ｔ）とを比較し、両係数の値が一致する温度
Ｔを衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ₀として求める。In the temperature calculation section 18, the temperature coefficient table TA stored in the storage section 19 is referred to, and the coefficient A (T, X ₀ ) and the temperature coefficient A (T) from the Fourier transform / inverse Fourier transform section 17 are referenced. Are compared and the temperature T at which the values of both coefficients match is determined as the temperature T ₀ at the collision position X ₀ .

【００６５】温度算出部１８は、この求めた衝突位置Ｘ
₀ の温度Ｔ₀ を外部へ送信し、記録したり、表示した
り、印刷したりする。また、この求めた衝突位置Ｘ₀ の
温度Ｔ ₀ を室内における代表点の温度（人体の傍の温
度）として、図示されていない空調コントローラへ送
る。空調コントローラは、衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ₀ が設
定温度に一致するように、室内への調和空気の供給量を
制御する。The temperature calculator 18 determines the collision position X thus found.
₀Temperature T₀Sent to the outside for recording or displaying
Or print. Also, the calculated collision position X₀of
Temperature T ₀Is the temperature of the representative point in the room (the temperature near the human body)
To the air conditioning controller (not shown).
It The air conditioning controller is at the collision position X₀Temperature T₀Set up
Adjust the amount of conditioned air supplied to the room to match the constant temperature.
Control.

【００６６】ここで、本実施の形態の室内温度計測シス
テムと図１１に示した従来の室内温度計測システムとを
比較して分かるように、本実施の形態の室内温度計測シ
ステムではプローブ波１２を数個の波数の短い超音波と
しているので、すなわち従来のプローブ波５のように連
続波として出力していないので、電力の消費量が少な
く、発信器７や受信器８の寿命も延びる。また、プロー
ブ波１２が連続波として常に出力されるのではなく、周
期的に出力されるので、計測系（室内環境）を乱さない
ようにすることが可能となる。Here, as can be seen by comparing the indoor temperature measuring system of the present embodiment with the conventional indoor temperature measuring system shown in FIG. 11, the probe wave 12 is generated in the indoor temperature measuring system of the present embodiment. Since several ultrasonic waves having a short wave number are used, that is, they are not output as a continuous wave like the conventional probe wave 5, the power consumption is small and the life of the transmitter 7 and the receiver 8 is extended. Moreover, since the probe wave 12 is not always output as a continuous wave but is output periodically, it is possible to prevent the measurement system (indoor environment) from being disturbed.

【００６７】〔温度計測位置の変更〕本実施の形態の室
内温度計測システムにおいて、温度計測位置を変更した
い場合には、ドライバ１０における送信時間設定部１０
−１への時間設定を変更すればよい。これにより、発信
器７からのプローブ波１２の発信タイミングがずれ、観
測ラインＬにおけるプローブ波１２とポンプ波１３との
衝突位置Ｘ₀ が変わり、人が密集している場所、熱源が
ある場所など、室内環境に応じて、温度を計測する位置
を自由に設定することができる。なお、ドライバ１１に
おける送信時間設定部１１−１への設定時間を変更する
ことによっても、観測ラインＬにおけるプローブ波１２
とポンプ波１３との衝突位置Ｘ₀ を変えることができる
ことはいうまでもない。[Change of Temperature Measurement Position] In the indoor temperature measurement system of the present embodiment, when it is desired to change the temperature measurement position, the transmission time setting unit 10 of the driver 10 is changed.
The time setting to -1 may be changed. As a result, the transmission timing of the probe wave 12 from the transmitter 7 is shifted, the collision position X ₀ between the probe wave 12 and the pump wave 13 on the observation line L is changed, and the place where people are crowded, the place where the heat source is, The position where the temperature is measured can be freely set according to the indoor environment. The probe wave 12 in the observation line L can also be changed by changing the time set in the transmission time setting unit 11-1 in the driver 11.
It goes without saying that the collision position X ₀ between the pump wave 13 and the pump wave 13 can be changed.

【００６８】〔温度の変化分布の計測〕上述した実施の
形態では、衝突位置Ｘ₀ を１点に定めて、その衝突位置
Ｘ₀ の温度を計測する場合について述べた。本実施の形
態では、衝突位置Ｘ₀ を動かしながら、観測ラインＬ上
の温度の変化分布を計測することも可能である。この場
合、例えば、ドライバ１０における送信時間設定部１０
−１における時間設定をプローブ波１２のＮ周期毎に連
続的に変化させる。これにより、観測ラインＬのＸ＝０
からＸ＝ｌまでの位置を細分化し、その細分化した位置
毎の温度を計測し、観測ラインＬ上の温度の変化分布を
得ることが可能となる。[Measurement of Change Distribution of Temperature] In the above-described embodiment, the collision position X ₀ is set to one point, and the temperature at the collision position X ₀ is measured. In this embodiment, it is also possible to measure the temperature change distribution on the observation line L while moving the collision position X ₀ . In this case, for example, the transmission time setting unit 10 in the driver 10
The time setting at -1 is continuously changed every N cycles of the probe wave 12. As a result, X = 0 of the observation line L
It is possible to subdivide the positions from to X = 1 and measure the temperature at each of the subdivided positions to obtain the temperature change distribution on the observation line L.

【００６９】〔実施の形態２〕実施の形態１では、発信
器と受信器とを別々に設けているが、発信機能と受信機
能の両方を備えた送受信兼用タイプの超音波発振器を使
用してもよい。図７は送受信兼用タイプの超音波発振器
を用いたシステム構成例であり、プローブ波１２の発信
側、ポンプ波１３の発信側共に送受信兼用タイプの超音
波発振器を使用している。[Embodiment 2] In the first embodiment, the transmitter and the receiver are separately provided, but an ultrasonic transmitter / receiver type ultrasonic oscillator having both a transmitting function and a receiving function is used. Good. FIG. 7 shows a system configuration example using a transmission / reception type ultrasonic oscillator. Both the transmission side of the probe wave 12 and the transmission side of the pump wave 13 use the transmission / reception type ultrasonic oscillator.

【００７０】この場合、プローブ波１２を送信する側の
超音波発振器２０からは、送信機能のみを利用して、プ
ローブ波１２を発信させる。これに対し、ポンプ波１３
を送信する側の超音波発振器２１には、ドライバ１１と
演算処理部１４との間に切替スイッチ２２を設け、超音
波発振器２１の送信機能と受信機能とを切り替えて利用
する。すなわち、ドライバ１１からの駆動によって超音
波発振器２１からポンプ波１３を送信した後、切替スイ
ッチ２２を演算処理部１４側に自動的に切り替えて、超
音波発振器２０が受信したプローブ波１２を演算処理部
１４へ送る。In this case, the ultrasonic wave oscillator 20 on the side transmitting the probe wave 12 transmits the probe wave 12 using only the transmitting function. On the other hand, the pump wave 13
The ultrasonic oscillator 21 on the transmitting side is provided with a changeover switch 22 between the driver 11 and the arithmetic processing unit 14, and the transmitting function and the receiving function of the ultrasonic oscillator 21 are switched and used. That is, after the pump wave 13 is transmitted from the ultrasonic oscillator 21 by driving from the driver 11, the changeover switch 22 is automatically switched to the arithmetic processing unit 14 side, and the probe wave 12 received by the ultrasonic oscillator 20 is arithmetically processed. Send to section 14.

【００７１】〔実施の形態３〕実施の形態１（図１）で
は、プローブ波１２の位相変化のみから衝突位置Ｘ₀の
温度Ｔ₀ を計測するようにしている。プローブ波１２と
ポンプ波１３とが衝突すると、その衝突位置Ｘ₀ での温
度に応じたプローブ波１２の圧力変動が、音波の非線形
相互作用によりポンプ波１３の位相にも変化を与える。[0071] In [Embodiment 3] Embodiment 1 (FIG. 1), so that measuring the temperature T ₀ of the collision position X ₀ from only the phase change of the probe wave 12. When the probe wave 12 and the pump wave 13 collide with each other, the pressure fluctuation of the probe wave 12 depending on the temperature at the collision position X ₀ also changes the phase of the pump wave 13 due to the nonlinear interaction of the sound waves.

【００７２】そこで、この実施の形態３では、図８に示
すように、第１の発信器７とほゞ同位置に第２の受信器
２３を設け、第２の発信器９から送信されるポンプ波１
３を受信するようにしている。そして、この受信器２３
で受信したポンプ波１３を演算処理部１４（１４Ａ）と
同一構成の演算処理部１４Ｂへ与え、演算処理部１４Ｂ
においてポンプ波１３の位相変化を求め、この位相変化
から観測ラインＬにおけるプローブ波１２とポンプ波１
３との衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ₀ （Ｔ_0B）を算出し、演算
処理部１４Ａで算出された温度Ｔ₀ （Ｔ_0A）と演算処理
部１４Ｂで算出された温度Ｔ_0Bとの平均値を平均化部２
４において求めるようにしている。Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 8, a second receiver 23 is provided at a position substantially the same as that of the first oscillator 7, and the second oscillator 9 transmits the signal. Pump wave 1
I am trying to receive 3. And this receiver 23
The pump wave 13 received by the above is given to the arithmetic processing unit 14B having the same configuration as the arithmetic processing unit 14 (14A), and the arithmetic processing unit 14B
, The phase change of the pump wave 13 is obtained, and the probe wave 12 and the pump wave 1 on the observation line L are calculated from this phase change.
3, the temperature T ₀ (T _0B ) at the collision position X ₀ with respect to 3 is calculated, and the average value of the temperature T ₀ (T _0A ) calculated by the arithmetic processing unit 14A and the temperature T _0B calculated by the arithmetic processing unit 14B. Averaging unit 2
I will ask for it in 4.

【００７３】この実施の形態３では、プローブ波１２が
プローブ波兼ポンプ波とされ、ポンプ波１３がポンプ波
兼プローブ波とされ、プローブ波兼ポンプ波１２の位相
変化から求めた衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ_0Aとポンプ波兼プ
ローブ波１３の位相変化から求めた衝突位置Ｘ₀ の温度
Ｔ_OBとの平均値として衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ₀ が求めら
れる。これにより、実施の形態１と比べて、計測精度が
アップする。In the third embodiment, the probe wave 12 is the probe wave / pump wave, the pump wave 13 is the pump wave / probe wave, and the collision position X ₀ is obtained from the phase change of the probe wave / pump wave 12. temperature T _0A and the temperature T ₀ of the collision position X ₀ as the average value between the temperature T _OB impinging position X ₀ obtained from the phase change of the pump wave and the probe wave 13 is obtained. As a result, the measurement accuracy is higher than that in the first embodiment.

【００７４】〔実施の形態４〕実施の形態２（図７）に
ついても、図９に示すように構成することにより、プロ
ーブ波１２をプローブ波兼ポンプ波とし、ポンプ波１３
をポンプ波兼プローブ波とし、プローブ波兼ポンプ波１
２の位相変化から求めた衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ _0Aとポン
プ波兼プローブ波１３の位相変化から求めた衝突位置Ｘ
₀ の温度Ｔ_OBとの平均値として衝突位置Ｘ₀ の温度Ｔ₀
を求めることが可能である。[Fourth Embodiment] In the second embodiment (FIG. 7)
With the configuration shown in Fig. 9,
Of the probe wave and the pump wave, and the pump wave 13
Is the pump wave and the probe wave, and the probe wave and the pump wave 1
Collision position X obtained from the phase change of 2₀Temperature T _0AAnd pong
Collision position X obtained from phase change of probe wave and probe wave 13
₀Temperature T_OBCollision position X as an average value with₀Temperature T₀
It is possible to ask.

【００７５】図９のシステム構成では、超音波発振器２
０側に演算処理部１４Ａと同一構成の演算処理部１４Ｂ
を設け、超音波発振器２０とドライバ１０および演算処
理部１４Ｂとの間に切替スイッチ２５を設け、超音波発
振器２０の送信機能と受信機能とを切り替えて使用す
る。また、演算処理部１４Ａで算出された温度Ｔ_0Aと演
算処理部１４Ｂで算出された温度Ｔ_0Bとを平均化部２４
へ与え、Ｔ_0AとＴ_0Bとの平均値をプローブ波兼ポンプ波
１２とポンプ波兼プローブ波１３との衝突位置Ｘ ₀ の温
度Ｔ₀ として求める。In the system configuration of FIG. 9, the ultrasonic oscillator 2
An arithmetic processing unit 14B having the same configuration as the arithmetic processing unit 14A on the 0 side
Is provided, the ultrasonic oscillator 20, the driver 10 and the arithmetic processing unit.
A changeover switch 25 is provided between the processing unit 14B and the ultrasonic unit 14B to generate ultrasonic waves.
Switch and use the transmitting function and the receiving function of the shaker 20.
It Further, the temperature T calculated by the arithmetic processing unit 14A_0AAnd acting
The temperature T calculated by the arithmetic processing unit 14B_0BAnd the averaging unit 24
Give to T_0AAnd T_0BThe average value of and probe wave and pump wave
Collision position X between 12 and pump wave / probe wave 13 ₀The temperature of
Degree T₀Ask as.

【００７６】なお、図１１に示した従来の室内温度計測
システムでは、受信器３側に強力な音波発信装置４を設
け、この音波発信装置４からポンプ波６を発信させてい
る。音波発信装置４は、銅製のディスクであり、高周波
の電流をコイルに流すとこの傍に設置している銅製のデ
ィスク内部に電磁相互作用により渦電流が流れる。この
電流のジュール熱でディスクが発熱し、板が変形する。
このディスク変形が周囲の空気を動かし、エネルギーの
大きな音波が発生する。In the conventional room temperature measuring system shown in FIG. 11, a strong sound wave transmission device 4 is provided on the receiver 3 side, and the pump wave 6 is transmitted from this sound wave transmission device 4. The sound wave transmitting device 4 is a copper disk, and when a high-frequency current is passed through the coil, an eddy current flows inside the copper disk installed near the coil by electromagnetic interaction. The disk is heated by the Joule heat of this current, and the plate is deformed.
The deformation of the disk moves the surrounding air, and a sound wave with large energy is generated.

【００７７】これに対し、本実施の形態（実施の形態１
〜４）では、音波発信装置４のような銅製のディスクは
使用しておらず、超音波発振器を使用している。最近で
は、小型かつ高圧音波を発生可能な超音波発振器も出現
しており、このような超音波発振器を使用することによ
り、よりコンパクトなシステムとすることが可能とな
り、省電力化も促進することができる。小型かつ高圧音
波を発生可能な超音波発振器として、文献４（「農工
大、音圧が高く周波数帯域が広い超音波素子を開発」、
「断続的なジュール熱で空気の膨張、収縮を繰り返す新
原理を採用」、日経メカニカル、５６ｐ，１９９９／１
０ ＮＯ．５４１）に示されたような超音波発振器の採
用が考えられる。On the other hand, the present embodiment (Embodiment 1)
4), the copper disk like the sound wave transmission device 4 is not used, but the ultrasonic oscillator is used. Recently, an ultrasonic oscillator that is small and capable of generating high-voltage sound waves has also appeared, and by using such an ultrasonic oscillator, it becomes possible to make a more compact system and promote power saving. You can As an ultrasonic oscillator that is compact and capable of generating high-pressure sound waves, see Document 4 ("Agricultural Technology," Development of ultrasonic element with high sound pressure and wide frequency band ",
"Adopting a new principle of repeated expansion and contraction of air by intermittent Joule heat", Nikkei Mechanical, 56p, 1999/1
0 NO. It is possible to adopt an ultrasonic oscillator as shown in 541).

【００７８】また、上述した実施の形態では、プローブ
波１２やポンプ波１３を超音波としたが、超音波に限ら
れるものではなく、可聴範囲の音波を使用するようにし
てもよい。すなわち、本発明の音波の定義には、超音波
だけではなく可聴範囲の音波も含まれる。また、上述し
た実施の形態では、室内温度を計測する例で説明した
が、例えばプールの中の温度分布の計測、ボイラにおけ
る火炎の温度分布の計測なども可能であり、各種の温度
計測に用いて好適である。In the above-described embodiment, the probe wave 12 and the pump wave 13 are ultrasonic waves, but the ultrasonic waves are not limited to ultrasonic waves, and sound waves in the audible range may be used. That is, the definition of sound waves of the present invention includes not only ultrasonic waves but also sound waves in the audible range. Further, in the above-described embodiment, an example of measuring the indoor temperature has been described, but, for example, it is also possible to measure the temperature distribution in the pool, measure the temperature distribution of the flame in the boiler, etc. Is suitable.

【００７９】また、上述した実施の形態では、観測ライ
ンＬ上で周期的にプローブ波１２とポンプ波１３とを衝
突させるようにしたが、必ずしも周期的に衝突させなく
てもよい。例えば、計測値が必要なタイミングにのみ、
プローブ波１２およびポンプ波１３を発信させて、所定
の位置の温度を計測するようにしてもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the probe wave 12 and the pump wave 13 are caused to collide with each other on the observation line L periodically, but they do not necessarily have to collide periodically. For example, only when you need measurement values,
The probe wave 12 and the pump wave 13 may be transmitted to measure the temperature at a predetermined position.

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１の発信手段および第２の発信手段か
らそれぞれ設定された発信タイミングで所定の波数の音
波を発信させ、第１の発信手段から発信された音波が受
信手段に到達するまでの間の所定の位置で第１の発信手
段から発信された音波〔プローブ波（あるいはポンプ
波）〕と第２の発信手段から発信された音波〔ポンプ波
（あるいはプローブ波）〕とを衝突させ、衝突した音波
の位相情報に基づいてその衝突位置の温度を求めるよう
にしたので、従来のプローブ波を連続的に出力する方法
と比較し、電力消費が少なく、発信器や受信器の寿命を
延ばすことができる。また、プローブ波が連続波として
常に出力されるのではなく、周期的に出力されたり、必
要なタイミングにのみ出力されるので、計測系を乱さず
に計測することが可能となる。As is apparent from the above description, according to the present invention, sound waves of a predetermined wave number are emitted from the first transmitting means and the second transmitting means at the respective set transmission timings. The sound wave [probe wave (or pump wave)] transmitted from the first transmission means and the second transmission means are transmitted at a predetermined position until the sound wave transmitted from the transmission means reaches the reception means. The sound wave [pump wave (or probe wave)] is collided and the temperature at the collision position is obtained based on the phase information of the colliding sound wave. Compared with the conventional method of continuously outputting the probe wave However, the power consumption is low, and the life of the transmitter and the receiver can be extended. Further, the probe wave is not always output as a continuous wave, but is output periodically or only at a necessary timing, so that measurement can be performed without disturbing the measurement system.

【００８１】また、第１の発信手段から発信される音波
および第２の発信手段から発信される音波の何れか一方
の発信タイミングをずらし、第１の発信手段からの音波
と第２の発信手段からの音波との衝突位置を変更するこ
とにより、温度の計測位置を自由に調整することが可能
である。これにより、人が密集している場所、熱源があ
る場所など、室内環境に応じて、温度を計測する位置を
自由に設定することが可能となり、また温度分布の計測
も可能となる。Further, by shifting the transmission timing of either one of the sound wave emitted from the first transmission means and the sound wave emitted from the second transmission means, the sound wave from the first transmission means and the second transmission means are shifted. By changing the collision position with the sound wave from, it is possible to freely adjust the temperature measurement position. As a result, it is possible to freely set the position for measuring the temperature according to the indoor environment such as a place where people are crowded or a place where there is a heat source, and it is also possible to measure the temperature distribution.

【００８２】また、第１の発信手段から発信する音波を
例えばプローブ波兼ポンプ波とし、第２の発信手段から
発信する音波を例えばポンプ波兼プローブ波とし、プロ
ーブ波兼ポンプ波の位相変化から求めた衝突位置の温度
とポンプ波兼プローブ波の位相変化から求めた衝突位置
の温度との平均値として衝突位置の温度を求めることに
より、計測精度をアップさせることができるようにな
る。Further, the sound wave emitted from the first transmitting means is, for example, a probe wave / pump wave, and the sound wave emitted from the second transmitting means is, for example, a pump wave / probe wave. By obtaining the temperature at the collision position as an average value of the obtained temperature at the collision position and the temperature at the collision position obtained from the phase change of the pump wave and the probe wave, the measurement accuracy can be improved.

【００８３】また、第１の発信手段から周期的に発信さ
れた複数の音波の位相変化を同期加算した値を受信され
た音波の位相情報として検出することにより、Ｓ／Ｎ比
を向上させて、衝突位置での正確な位相変化を算出する
ことができる。Further, the S / N ratio is improved by detecting, as the phase information of the received sound wave, a value obtained by synchronously adding the phase changes of the plurality of sound waves periodically sent from the first sending means. , It is possible to calculate an accurate phase change at the collision position.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明の一実施の形態を示す室内温度計測シ
ステムの要部を示す機能ブロック図（実施の形態１）で
ある。FIG. 1 is a functional block diagram (first embodiment) showing a main part of an indoor temperature measurement system showing an embodiment of the present invention.

【図２】 この室内温度計測システムの計測動作を説明
する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement operation of this indoor temperature measurement system.

【図３】 温度Ｔと温度係数Ａ（Ｔ）との関係を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a temperature T and a temperature coefficient A (T).

【図４】 この室内温度計測システムに用いる位相情報
抽出部での処理機能を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing processing functions in a phase information extraction unit used in this indoor temperature measurement system.

【図５】 位相変化Δψ（Ｘ₀ ）を求める回路構成を例
示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration for obtaining a phase change Δψ (X ₀ ).

【図６】 この室内温度計測システムに用いるフーリエ
変換／逆フーリエ変換部での処理機能を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram showing processing functions in a Fourier transform / inverse Fourier transform unit used in this room temperature measurement system.

【図７】 送受信兼用タイプの超音波発振器を用いた室
内温度計測システムの要部を示す機能ブロック図（実施
の形態２）である。FIG. 7 is a functional block diagram (Embodiment 2) showing a main part of an indoor temperature measurement system using an ultrasonic oscillator for both transmission and reception.

【図８】 実施の形態１の構成においてプローブ波およ
びポンプ波の位相変化から衝突位置の温度を計測しその
平均値を求めるようにした室内温度計測システムの要部
を示す機能ブロック図（実施の形態３）である。FIG. 8 is a functional block diagram showing a main part of an indoor temperature measuring system in which the temperature at the collision position is measured from the phase change of the probe wave and the pump wave in the configuration of the first embodiment and the average value thereof is obtained. Form 3).

【図９】 実施の形態２の構成においてプローブ波およ
びポンプ波の位相変化から衝突位置の温度を計測しその
平均値を求めるようにした室内温度計測システムの要部
を示す機能ブロック図（実施の形態４）である。FIG. 9 is a functional block diagram showing a main part of an indoor temperature measuring system in which the temperature at the collision position is measured from the phase change of the probe wave and the pump wave in the configuration of the second embodiment and the average value thereof is obtained. Form 4).

【図１０】 超音波利用の従来例１（音速の温度依存性
を利用しての温度計測）における温度の計測原理を説明
する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a principle of temperature measurement in Conventional Example 1 (temperature measurement using temperature dependence of sound velocity) using ultrasonic waves.

【図１１】 超音波利用の従来例２（超音波の非線形効
果を利用しての温度計測）における温度の計測原理を説
明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of temperature measurement in Conventional Example 2 of ultrasonic wave use (temperature measurement using the nonlinear effect of ultrasonic waves).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

７…発信器（第１の発信器）、８…受信器（第１の受信
器）、９…発信器（第２の発信器）、１０，１１…ドラ
イバ、１０−１，１１−２…送信波ドライバ、１０−
２，１１−２…送信波発生部、１０−３，１１−３…送
信時間設定部、１２…プローブ波、１３…ポンプ波、１
４…演算処理部、１５…Ａ／Ｄ変換部、１６…位相情報
抽出部、１７…フーリエ変換／逆フーリエ変換部、１８
…温度算出部、１９…記憶部、ＴＡ…温度係数テーブ
ル、２０，２１…超音波発振器（送受信兼用タイプ）、
２２，２５…切替スイッチ、２３…受信器（第２の受信
器）、２４…平均化部、Ｌ…観測ライン。7 ... Oscillator (first oscillator), 8 ... Receiver (first receiver), 9 ... Oscillator (second oscillator), 10, 11 ... Driver, 10-1, 11-2 ... Transmit wave driver, 10-
2, 11-2 ... Transmission wave generator, 10-3, 11-3 ... Transmission time setting unit, 12 ... Probe wave, 13 ... Pump wave, 1
4 ... Arithmetic processing unit, 15 ... A / D conversion unit, 16 ... Phase information extraction unit, 17 ... Fourier transform / inverse Fourier transform unit, 18
... Temperature calculation unit, 19 ... Storage unit, TA ... Temperature coefficient table, 20,21 ... Ultrasonic oscillator (transmission / reception combined type),
22, 25 ... Changeover switch, 23 ... Receiver (second receiver), 24 ... Averaging unit, L ... Observation line.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 所定の波数の音波を発信する第１の発信
手段と、 この第１の発信手段から発信された音波を受信する受信
手段と、 前記第１の発信手段が発信する音波と重なる進行方向が
逆向きの所定の波数の音波を発信する第２の発信手段
と、 前記第１の発信手段から発信された音波が前記受信手段
に到達するまでの間の所定の位置で前記第１の発信手段
から発信された音波と前記第２の発信手段から発信され
た音波とが衝突するように、前記第１の発信手段から発
信する音波および前記第２の発信手段から発信する音波
の発信タイミングを設定する発信タイミング設定手段
と、 前記所定の位置で前記第２の発信手段から発信された音
波と衝突し前記受信手段を介して受信される前記第１の
発信手段からの音波の位相情報を検出する位相情報検出
手段と、 この位相情報検出段によって検出された位相情報に基づ
いて前記第１の発信手段から発信された音波と前記第２
の発信手段から発信された音波との衝突位置の温度を求
める温度計測手段とを備えたことを特徴とする温度計測
システム。1. A first transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number, a receiving means for receiving a sound wave emitted from the first transmitting means, and a sound wave emitted by the first transmitting means. Second transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number having a reverse traveling direction; and the first sound wave at a predetermined position until the sound wave emitted from the first transmitting means reaches the receiving means. Of the sound wave emitted from the first transmitter and the sound wave emitted from the second transmitter so that the sound wave emitted from the second transmitter and the sound wave emitted from the second transmitter collide. Transmission timing setting means for setting timing, and phase information of a sound wave from the first transmission means that collides with a sound wave emitted from the second transmission means at the predetermined position and is received via the reception means. Phase information to detect Detecting means and this phase information detected the stage wave transmitted from said first transmitting means based on the detected phase information by a second
And a temperature measuring means for obtaining the temperature at the collision position with the sound wave transmitted from the transmitting means. 【請求項２】 所定の波数の音波を所定の周期Ｔ１で発
信する第１の発信手段と、 この第１の発信手段から発信された音波を受信する受信
手段と、 前記第１の発信手段が発信する音波と重なる進行方向が
逆向きの所定の波数の音波を所定の周期Ｔ２で発信する
第２の発信手段と、 前記第１の発信手段から発信された音波が前記受信手段
に到達するまでの間の所定の位置で前記第１の発信手段
から発信された音波と前記第２の発信手段から発信され
た音波とが衝突するように、前記第１の発信手段から発
信する音波および前記第２の発信手段から発信する音波
の発信タイミングを設定する発信タイミング設定手段
と、 前記所定の位置で前記第２の発信手段から発信された音
波と衝突し前記受信手段を介して受信される前記第１の
発信手段からの音波の位相情報を検出する位相情報検出
手段と、 この位相情報検出段によって検出された位相情報に基づ
いて前記第１の発信手段から発信された音波と前記第２
の発信手段から発信された音波との衝突位置の温度を求
める温度計測手段とを備え、 前記所定の周期Ｔ１とＴ２とが等しく（Ｔ１＝Ｔ２）、
かつこの周期Ｔ１およびＴ２が前記第１の発信手段から
発信された音波が前記受信手段に到達するまでの時間Ｔ
３以上（Ｔ１，Ｔ２≧Ｔ３）とされていることを特徴と
する温度計測システム。2. A first transmitting means for transmitting a sound wave having a predetermined wave number in a predetermined cycle T1, a receiving means for receiving the sound wave transmitted from the first transmitting means, and the first transmitting means. Second transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number, which has a traveling direction opposite to that of the transmitted sound wave, in a predetermined cycle T2, and until the sound wave emitted from the first transmitting means reaches the receiving means. The sound wave emitted from the first transmission means and the sound wave emitted from the first transmission means such that the sound wave emitted from the first transmission means collides with the sound wave emitted from the second transmission means at a predetermined position between A transmission timing setting means for setting the transmission timing of a sound wave transmitted from the second transmission means; and the first reception means that collides with the sound wave transmitted from the second transmission means at the predetermined position and is received via the reception means. From 1 means of transmission And phase information detection means for detecting the phase information of the sound wave, the phase information detected the stage wave transmitted from said first transmitting means based on the detected phase information by a second
Temperature measuring means for determining the temperature of the collision position with the sound wave transmitted from the transmitting means, and the predetermined periods T1 and T2 are equal (T1 = T2),
Further, the period T1 and T2 is the time T until the sound wave emitted from the first transmitting means reaches the receiving means.
A temperature measuring system characterized in that it is 3 or more (T1, T2 ≧ T3). 【請求項３】 所定の波数の音波を発信する第１の発信
手段と、 この第１の発信手段から発信された音波を受信する第１
の受信手段と、 この第１の受信手段とほゞ同位置に置かれ前記第１の発
信手段が発信する音波と重なる進行方向が逆向きの所定
の波数の音波を発信する第２の発信手段と、 前記第１の発信手段とほゞ同位置に置かれ前記第２の発
信手段から発信された音波を受信する第２の受信手段
と、 前記第１の発信手段から発信された音波が前記第１の受
信手段に到達するまでの間の所定の位置で前記第１の発
信手段から発信された音波と前記第２の発信手段から発
信された音波とが衝突するように、前記第１の発信手段
から発信する音波および前記第２の発信手段から発信す
る音波の発信タイミングを設定する発信タイミング設定
手段と、 前記所定の位置で前記第２の発信手段から発信された音
波と衝突し前記第１の受信手段を介して受信される前記
第１の発信手段からの音波の位相情報を検出する第１の
位相情報検出手段と、 前記所定の位置で前記第１の発信手段から発信された音
波と衝突し前記第２の受信手段を介して受信される前記
第２の発信手段からの音波の位相情報を検出する第２の
位相情報検出手段と、 前記第１の位相情報検出段によって検出された位相情報
に基づいて前記第１の発信手段から発信された音波と前
記第２の発信手段から発信された音波との衝突位置の温
度を求める第１の温度計測手段と、 前記第２の位相情報検出段によって検出された位相情報
に基づいて前記第２の発信手段から発信された音波と前
記第１の発信手段から発信された音波との衝突位置の温
度を求める第２の温度計測手段と、 前記第１の温度計測手段によって求められた温度と前記
第２の温度計測手段によって求められた温度との平均値
を前記衝突位置の温度とする平均値算出手段とを備えた
ことを特徴とする温度計測システム。3. A first transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number, and a first receiving means for receiving the sound wave transmitted from the first transmitting means.
And a second transmitting means which is placed at substantially the same position as the first receiving means and which transmits a sound wave of a predetermined wave number whose traveling direction is opposite to that of the sound wave transmitted by the first transmitting means. A second receiving unit that is placed at substantially the same position as the first transmitting unit and receives a sound wave transmitted from the second transmitting unit; and a sound wave transmitted from the first transmitting unit is The first sound wave is emitted from the first sounding means and the second sound wave is emitted from the second sounding means so as to collide with each other at a predetermined position before reaching the first receiving means. A transmission timing setting means for setting transmission timings of a sound wave emitted from a transmission means and a sound wave emitted from the second transmission means; and a collision with a sound wave emitted from the second transmission means at the predetermined position. 1 received via one receiving means Via first phase information detecting means for detecting phase information of the sound wave from the first transmitting means, and collision with the sound wave emitted from the first transmitting means at the predetermined position through the second receiving means. Second phase information detecting means for detecting phase information of the sound wave received from the second transmitting means, and the first transmitting means based on the phase information detected by the first phase information detecting stage. First temperature measuring means for obtaining the temperature at the collision position of the sound wave emitted from the means and the sound wave emitted from the second transmitting means, and based on the phase information detected by the second phase information detecting stage Second temperature measuring means for determining the temperature at the collision position between the sound wave emitted from the second transmitting means and the sound wave emitted from the first transmitting means, and the temperature measured by the first temperature measuring means. Temperature and the second temperature An average value calculating means for setting the average value with the temperature obtained by the measuring means as the temperature at the collision position, the temperature measuring system. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載された
温度計測システムにおいて、 前記第１の発信手段から発信される音波および前記第２
の発信手段から発信される音波の何れか一方の発信タイ
ミングを変更し、前記第１の発信手段からの音波と前記
第２の発信手段からの音波との衝突位置を変更する衝突
位置変更手段を備えたことを特徴とする温度計測システ
ム。4. The temperature measurement system according to claim 1, wherein the sound wave emitted from the first transmission unit and the second acoustic wave are transmitted from the first transmission unit.
A collision position changing means for changing the transmission timing of any one of the sound waves emitted from the second transmitting means to change the collision position of the sound wave from the first transmitting means and the sound wave from the second transmitting means. A temperature measurement system characterized by being provided. 【請求項５】 請求項２に記載された温度計測システム
において、 前記位相情報検出手段は、前記第１の発信手段から周期
的に発信された複数の音波の位相変化を同期加算した値
を位相情報として検出することを特徴とする温度計測シ
ステム。5. The temperature measuring system according to claim 2, wherein the phase information detecting unit phase-adds a value obtained by synchronously adding phase changes of a plurality of sound waves periodically transmitted from the first transmitting unit. A temperature measurement system characterized by being detected as information. 【請求項６】 所定の波数の音波を発信する第１の発信
手段と、この第１の発信手段から発信された音波を受信
する受信手段と、前記第１の発信手段が発信する音波と
重なる進行方向が逆向きの所定の波数の音波を発信する
第２の発信手段とを設け、 前記第１の発信手段および前記第２の発信手段からそれ
ぞれ設定された発信タイミングで音波を発信させ、 前記第１の発信手段から発信された音波が前記受信手段
に到達するまでの間の所定の位置で前記第１の発信手段
から発信された音波と前記第２の発信手段から発信され
た音波とを衝突させ、 この第２の発信手段から発信された音波と衝突した第１
の発信手段からの音波を受信手段で受信させ、 この受信された第１の発信手段からの音波の位相情報を
検出し、 この検出した位相情報に基づいて前記第１の発信手段か
ら発信された音波と第２の発信手段から発信された音波
との衝突位置の温度を求めるようにしたことを特徴とす
る温度計測方法。6. A first transmitting means for transmitting a sound wave having a predetermined wave number, a receiving means for receiving the sound wave transmitted from the first transmitting means, and a sound wave emitted by the first transmitting means are overlapped with each other. A second transmitting means for transmitting a sound wave having a predetermined wave number, the traveling direction of which is the opposite direction, and causing the first transmitting means and the second transmitting means to emit a sound wave at the respective set transmission timings; The sound wave emitted from the first transmitter and the sound wave emitted from the second transmitter at a predetermined position until the sound wave emitted from the first transmitter reaches the receiver. The first and second colliding means collide with the sound waves transmitted from the second transmitting means.
The receiving means receives the sound wave from the transmitting means, the phase information of the received sound wave from the first transmitting means is detected, and the phase information of the received sound wave is transmitted from the first transmitting means based on the detected phase information. A temperature measuring method characterized in that a temperature at a collision position between a sound wave and a sound wave transmitted from the second transmitting means is obtained. 【請求項７】 所定の波数の音波を所定の周期Ｔ１で発
信する第１の発信手段と、この第１の発信手段から発信
された音波を受信する受信手段と、前記第１の発信手段
が発信する音波と重なる進行方向が逆向きの所定の波数
の音波を所定の周期Ｔ２で発信する第２の発信手段とを
設け、 前記所定の周期Ｔ１とＴ２とを等しく（Ｔ１＝Ｔ２）、
かつこの周期Ｔ１およびＴ２を前記第１の発信手段から
発信された音波が前記受信手段に到達するまでの時間Ｔ
３以上（Ｔ１，Ｔ２≧Ｔ３）とし、 前記第１の発信手段および前記第２の発信手段からそれ
ぞれ設定された発信タイミングで音波を発信させ、 前記第１の発信手段から発信された音波が前記受信手段
に到達するまでの間の所定の位置で前記第１の発信手段
から発信された音波と前記第２の発信手段から発信され
た音波とを衝突させ、 この第２の発信手段から発信された音波と衝突した第１
の発信手段からの音波を受信手段で受信させ、 この受信された第１の発信手段からの音波の位相情報を
検出し、 この検出した位相情報に基づいて前記第１の発信手段か
ら発信された音波と第２の発信手段から発信された音波
との衝突位置の温度を求めるようにしたことを特徴とす
る温度計測方法。7. A first transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number in a predetermined cycle T1, a receiving means for receiving a sound wave transmitted from the first transmitting means, and the first transmitting means. A second transmitting means for transmitting a sound wave having a predetermined wave number whose traveling direction is opposite to that of the transmitted sound wave in a predetermined cycle T2 is provided, and the predetermined cycles T1 and T2 are equal (T1 = T2),
Moreover, the period T1 and T2 is the time T until the sound wave emitted from the first transmitting means reaches the receiving means.
3 or more (T1, T2 ≧ T3), sound waves are transmitted at the transmission timings respectively set by the first transmission means and the second transmission means, and the sound waves emitted by the first transmission means are The sound wave emitted from the first transmitting means collides with the sound wave emitted from the second transmitting means at a predetermined position until it reaches the receiving means, and the sound wave is emitted from the second transmitting means. The first that collided with the sound wave
The receiving means receives the sound wave from the transmitting means, the phase information of the received sound wave from the first transmitting means is detected, and the phase information of the received sound wave is transmitted from the first transmitting means based on the detected phase information. A temperature measuring method characterized in that a temperature at a collision position between a sound wave and a sound wave transmitted from the second transmitting means is obtained. 【請求項８】 所定の波数の音波を発信する第１の発信
手段と、この第１の発信手段から発信された音波を受信
する第１の受信手段と、この第１の受信手段とほゞ同位
置に置かれ前記第１の発信手段が発信する音波と重なる
進行方向が逆向きの所定の波数の音波を発信する第２の
発信手段と、前記第１の発信手段とほゞ同位置に置かれ
前記第２の発信手段から発信された音波を受信する第２
の受信手段とを設け、 前記第１の発信手段および前記第２の発信手段からそれ
ぞれ設定された発信タイミングで音波を発信させ、 前記第１の発信手段から発信された音波が前記第１の受
信手段に到達するまでの間の所定の位置で前記第１の発
信手段から発信された音波と前記第２の発信手段から発
信された音波とを衝突させ、 前記第２の発信手段から発信された音波と衝突した第１
の発信手段からの音波を前記第１の受信手段で受信さ
せ、 この受信された第１の発信手段からの音波の位相情報を
検出し、 この検出した位相情報に基づいて前記第１の発信手段か
ら発信された音波と前記第２の発信手段から発信された
音波との衝突位置の温度を第１の温度として求め、 前記第１の発信手段から発信された音波と衝突した第２
の発信手段からの音波を前記第２の受信手段で受信さ
せ、 この受信された第２の発信手段からの音波の位相情報を
検出し、 この検出した位相情報に基づいて前記第１の発信手段か
ら発信された音波と前記第２の発信手段から発信された
音波との衝突位置の温度を第２の温度として求め、 この求めた第１の温度と第２の温度との平均値を前記衝
突位置の温度とするようにしたことを特徴とする温度計
測方法。8. A first transmitting means for transmitting a sound wave of a predetermined wave number, a first receiving means for receiving a sound wave transmitted from the first transmitting means, and a first receiving means. The second transmitting means, which is placed at the same position and transmits a sound wave of a predetermined wave number whose traveling direction is opposite to that of the sound wave emitted by the first transmitting means, is approximately the same position as the first transmitting means. A second one that is placed and receives sound waves emitted from the second transmitting means
And a sound wave transmitted from the first transmission means, the sound waves transmitted from the first transmission means and the second transmission means are transmitted at set transmission timings. The sound wave emitted from the first transmitting means and the sound wave emitted from the second transmitting means collide with each other at a predetermined position until reaching the means, and the sound wave emitted from the second transmitting means is emitted. First collision with sound waves
Sound wave from the transmitting means is received by the first receiving means, phase information of the received sound wave from the first transmitting means is detected, and the first transmitting means is based on the detected phase information. The temperature at the collision position between the sound wave emitted from the first sound source and the sound wave emitted from the second sound generator is determined as the first temperature, and the second sound wave that collides with the sound wave emitted from the first sound generator is obtained.
The second receiving means receives the sound wave from the second sending means, the phase information of the received sound wave from the second sending means is detected, and the first sending means is based on the detected phase information. The temperature at the collision position between the sound wave emitted from the sound source and the sound wave emitted from the second transmitting means is obtained as the second temperature, and the average value of the obtained first temperature and the second temperature is obtained as the collision. A temperature measuring method characterized in that the temperature at a position is set. 【請求項９】 請求項６〜８の何れか１項に記載された
温度計測方法において、 前記第１の発信手段から発信される音波および前記第２
の発信手段から発信される音波の何れか一方の発信タイ
ミングを変更し、 前記第１の発信手段からの音波と前記第２の発信手段か
らの音波との衝突位置を変更するようにしたことを特徴
とする温度計測方法。9. The temperature measuring method according to claim 6, wherein the sound wave emitted from the first transmitting unit and the second sound wave are transmitted from the first transmitting unit.
Changing the transmission timing of any one of the sound waves emitted from the transmitting means, and changing the collision position of the sound wave from the first transmitting means and the sound wave from the second transmitting means. Characteristic temperature measurement method. 【請求項１０】 請求項７に記載された温度計測方法に
おいて、 前記第１の発信手段から周期的に発信された複数の音波
の位相変化を同期加算した値を受信された前記第１の発
信手段からの音波の位相情報として検出するようにした
ことを特徴とする温度計測方法。10. The temperature measuring method according to claim 7, wherein the first transmission is a value obtained by synchronously adding phase changes of a plurality of sound waves periodically transmitted from the first transmission means. A temperature measuring method characterized in that it is detected as phase information of a sound wave from the means.