JP2686963B2 - Ultrasonic detector - Google Patents
Ultrasonic detectorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波パルスを送出し、物体により反射さ
れた超音波を検出して、物体の有無及び対象物までの距
離を測定する超音波検出装置の改良に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is a supersonic device that transmits an ultrasonic pulse, detects an ultrasonic wave reflected by an object, and measures the presence or absence of the object and the distance to the object. The present invention relates to improvement of a sound wave detecting device.
従来、この種の装置としては、ある一定時間超音波パ
ルスを送波用トランスジューサより送出し、物体によっ
て反射された反射波を受波用トランスジューサで受け、
受波用トランスジューサで受波した信号を一定の増幅度
を有する増幅器、あるいはコンピュータにより制御され
る可変の増幅度を有する増幅器で増幅して、その信号が
一定レベル以上であったとき、物体の存在を検出すると
ともに、その反射時間を利用して、物体までの距離を測
定するものが知られている。Conventionally, as this type of device, an ultrasonic pulse is transmitted from a transmitting transducer for a certain period of time, and a reflected wave reflected by an object is received by a receiving transducer,
The presence of an object when the signal received by the receiving transducer is amplified by an amplifier having a constant amplification degree or an amplifier having a variable amplification degree controlled by a computer, and the signal is above a certain level. It is known that the object is detected and the distance to the object is measured by using the reflection time.
従来の技術で述べたもののうち前者においては、装置
から検出、測定する物体までの距離が遠くなると、超音
波のレベルは距離の二乗に反比例するため、物体からの
反射波レベルが小さくなり、このため検出、測定する範
囲が狭いという問題点や、又ごく近距離の場合には送波
にともなう電気的ノイズや送波用トランスジューサから
受波用トランジューサへの超音波の回り込み現象によっ
て物体の検出、距離の測定が困難であった（遠距離の物
体を検出するために、受波用トランスジューサの増幅度
を上げて感度を上げると、送波にともなう電気的ノイズ
が発生したり、送波用トランスジューサから受波用トラ
ンスジューサへの超音波の回り込みが発生して、近距離
における物体の検出範囲が狭くなってしまう）。In the former of those described in the prior art, when the distance from the device to the object to be detected and measured increases, the ultrasonic wave level is inversely proportional to the square of the distance, and the reflected wave level from the object decreases. Therefore, there is a problem that the range for detection and measurement is narrow, and in the case of a very short distance, the object is detected due to electrical noise accompanying the transmission and the phenomenon of ultrasonic waves wrapping around from the transmitting transducer to the receiving transducer. , It was difficult to measure the distance. (In order to detect a long-distance object, if the amplification of the receiving transducer is increased to increase the sensitivity, electrical noise accompanying the transmission may occur or Ultrasonic waves wrap around from the transducer to the receiving transducer, narrowing the detection range of objects at short distances).
また、後者においては、送波時には増幅度を下げ、時
間の経過と共に段階的に増幅度を上げ、送波の際に生じ
る電気的ノイズや回り込み現象の発生を制御している
が、前述の通り超音波の受波レベルは距離の二乗に反比
例する曲線で得られるため、増幅度を段階的に上げたの
では正確な検出を行うことができないという問題点があ
った。Further, in the latter, the amplification degree is reduced during transmission, and the amplification degree is increased stepwise with the passage of time to control the occurrence of electrical noise and sneak phenomenon that occur during transmission. Since the ultrasonic wave reception level is obtained by a curve inversely proportional to the square of the distance, there is a problem that accurate detection cannot be performed by increasing the amplification degree stepwise.
従って本発明の目的は、二次曲線に近似した増幅曲線
を描きながら増幅を行い、反射波レベルに応じてスムー
ズな増幅を行い物体の検出を正確に行う超音波検出装置
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic detection device that performs amplification while drawing an amplification curve that is similar to a quadratic curve, and performs smooth amplification according to the reflected wave level to accurately detect an object. .
本発明における超音波検出装置は、 超音波パルスを送出する送波用トランスジューサと、 該送波用トランスジューサが送出する超音波パルスの
基準となる一定周波数の超音波を基準信号として発振す
る発振器と、 該発振器に接続され、制御パルス発生器から出力され
るパルス信号のタイミングに一致させて前記発振器から
発振される基準信号を前記送波用トランスジューサに送
出する送波回路と、 該送波用トランスジューサが超音波パルスを送出する
タイミングを示すパルス信号を前記送波回路に出力する
とともに、タイム・ゲイン・コントロール手段が増幅度
を変化させるタイミングを示すパルス信号をタイム・ゲ
イン・コントロール手段に出力する制御パルス発生器
と、 超音波を受波する受波用トランスジューサと、 該受波用トランスジューサが受けた受波信号を一定の
増幅率で増幅する増幅器と、 前記制御パルス発生器と増幅器とに接続され、前記制
御パルス発生器から出力されるパルス信号に呼応して、
前記増幅器より送出される受波信号を時間の経過ととも
に増幅度を変えながら増幅するタイム・ゲイン・コント
ロール手段を備えてなる超音波検出装置であって、 前記タイム・ゲイン・コントロール手段が、 前記制御パルス発生器の出力側にベースが接続された
トランジスタと、 該トランジスタのエミッタ側に接続されるコンデンサ
C1及び抵抗R3で形成された、フォトCdS素子に流れる電
流を変えるCR回路と、 前記抵抗R3に接続された受光ダイオードと、この発光
ダイオードの光の変化に応じて抵抗値が変化する、CdS
素子である抵抗Rfとより構成されるフォトCdS素子と、 該フォトCdS素子に並列に接続され、前記増幅器が送
出する受波信号が入力するOPアンプとを具備し、 前記フォトCdS素子の入力として、前記コンデンサC1
にチャージされた電荷の放電電流を使用し、この放電電
流を前記フォトCdS素子を構成する発光ダイオードに通
電し、放電電流によって変化する前記フォトCdS素子の
抵抗Rfの抵抗変化を利用して、二次曲線に近似した増幅
曲線を描きながら増幅を行う構成をしている。An ultrasonic wave detection device according to the present invention includes a transducer for transmitting a ultrasonic wave pulse, an oscillator for oscillating with an ultrasonic wave of a constant frequency as a reference of an ultrasonic wave pulse transmitted by the transducer for wave transmission as a reference signal, A transmitting circuit connected to the oscillator for transmitting a reference signal oscillated from the oscillator to the transmitting transducer in synchronization with the timing of a pulse signal output from the control pulse generator; and the transmitting transducer. A control pulse that outputs a pulse signal indicating the timing of transmitting an ultrasonic pulse to the wave transmission circuit, and outputs a pulse signal indicating the timing at which the time gain control means changes the amplification degree to the time gain control means. A generator, a transducer for receiving ultrasonic waves, and a transducer for receiving the waves. An amplifier for amplifying juicer a receive signal received at a constant amplification factor, which is connected to the control pulse generator and an amplifier, in response to a pulse signal outputted from the control pulse generator,
An ultrasonic detector comprising: a time gain control means for amplifying a received signal transmitted from the amplifier while changing the amplification degree with the passage of time, wherein the time gain control means comprises: A transistor whose base is connected to the output side of the pulse generator and a capacitor connected to the emitter side of the transistor
A CR circuit formed by C 1 and a resistor R 3 that changes the current flowing in the photo CdS element, a light receiving diode connected to the resistor R 3 , and the resistance value changes according to the change in light of this light emitting diode. , CdS
A photo CdS element composed of a resistor R f , which is an element, and an OP amplifier connected in parallel to the photo CdS element and receiving a received signal sent from the amplifier. As the capacitor C 1
Using the discharge current of the charge charged to, the discharge current is applied to the light-emitting diode constituting the photo-CdS element, utilizing the resistance change of the resistance R f of the photo-CdS element that changes depending on the discharge current, Amplification is performed while drawing an amplification curve that approximates a quadratic curve.
タイム・ゲイン・コントロール手段により、二次曲線
に近似した増幅曲線を描きながら増幅を行ない、反射波
レベル応じた増幅を行う。The time gain control means performs amplification while drawing an amplification curve that approximates a quadratic curve, and performs amplification according to the reflected wave level.
（実施例の構成） 第１図は本発明に係る超音波検出装置の一実施例の全
体構成を示すブロツク図である。(Structure of Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the entire structure of an embodiment of the ultrasonic wave detection device according to the present invention.
本図において、１は発振器であり、送波用トランスジ
ューサ３が送出する超音波パルスの基準となる一定周波
数の超音波を基準信号ａとして発振する。２は送波回路
であり、前記発振器１に接続され、制御パルス発生器４
から出力されるパルス信号ｂのタイムングに一致させて
前記発振器１から発振される基準信号を前記送波用トラ
ンスジューサ３に送出する。３は搬送用トランスジュー
サであり、超音波パルスを送出する。４は制御パルス発
生器４であり、前記送波用トランスジューサ３が超音波
パルスを送出するタイミングを示すパルス信号ｂを前記
送波回路２に出力するとともに、タイミ・ゲイン・コン
トロール手段７が増幅度を変化させるタイミングを示す
パルス信号ｅをタイム・ゲイン・コントロール手段７に
出力する。５は物体より反射された超音波を受波する受
波用トランスジューサであり、前記送波用トランスジュ
ーサ３と、この受波用トランスジューサ５とで超音波を
送波、受波する。６は増幅器であり、前記受波用トラン
スジューサ５が受けた受波信号を一定の増幅率で増幅す
る。７はタイム・ゲイン・コントロール手段であり、前
記制御パルス発生器４と増幅器６とに接続され、前記制
御パルス発生器４から出力されるパルス信号に呼応し
て、前記増幅器６より送出される受波信号を時間の経過
とともに増幅度を変えながら増幅する。８は前記タイム
・ゲイン・コントロール手段７に接続され、前記タイム
・ゲイン・コントロール手段７の出力信号を整流する整
流器である。９は前記整流器８に接続され、前記整流器
８の出力信号値と予め設定された出力信号値とを比較
し、前記整流器８の出力信号値が一定の値以上であると
警報を出力する警報出力手段である。In the figure, reference numeral 1 is an oscillator, which oscillates an ultrasonic wave having a constant frequency as a reference of an ultrasonic wave pulse transmitted by the transmitting transducer 3 as a reference signal a. Reference numeral 2 is a wave transmission circuit, which is connected to the oscillator 1 and has a control pulse generator 4
The reference signal oscillated from the oscillator 1 is sent to the wave transmitting transducer 3 in accordance with the timing of the pulse signal b output from the. Reference numeral 3 is a carrier transducer for transmitting ultrasonic pulses. Reference numeral 4 denotes a control pulse generator 4, which outputs a pulse signal b indicating the timing at which the transmitting transducer 3 transmits an ultrasonic pulse to the transmitting circuit 2 and causes the timing gain control means 7 to amplify the amplification degree. The pulse signal e indicating the timing of changing the is output to the time gain control means 7. Reference numeral 5 denotes a wave receiving transducer that receives the ultrasonic wave reflected from the object. The wave transmitting transducer 3 and the wave receiving transducer 5 transmit and receive the ultrasonic wave. An amplifier 6 amplifies the received signal received by the receiving transducer 5 with a constant amplification factor. Reference numeral 7 denotes a time gain control means, which is connected to the control pulse generator 4 and the amplifier 6 and receives the signal sent from the amplifier 6 in response to the pulse signal output from the control pulse generator 4. The wave signal is amplified while changing the degree of amplification over time. A rectifier 8 is connected to the time gain control means 7 and rectifies the output signal of the time gain control means 7. An alarm output 9 is connected to the rectifier 8 and compares an output signal value of the rectifier 8 with a preset output signal value and outputs an alarm when the output signal value of the rectifier 8 is a certain value or more. It is a means.
第４図に前記タイム・ゲイン・コントロール手段７の
回路構成図を示す。FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of the time gain control means 7.
前記タイム・ゲイン・コントロール手段７は、前記制
御パルス発生器４が発するパルス信号の出力レベルによ
りON,OFF動作するトランジスタ21と、このトランジスタ
21のエミッタ側に接続されるコンデンサC1及び可変抵抗
R3で形成された、フォトCdS素子10に流れる電流を変え
るCR回路と、この可変抵抗R3に接続された発光ダイオー
ド10Aと、この発光ダイオード10Aの変化に応じて抵抗値
が変化するCdS素子である抵抗Rfとより構成されるフォ
トCdS素子10と、このフォトCdS素子10に並列に接続さ
れ、前記増幅器６が送出する受波信号が入力するOPアン
プ22とを具備している。そして、前記フォトCdS素子10
の入力として、前記コンデンサC1にチャージされた電荷
の放電電流を使用し、この放電電流を前記フォトCdS素
子10を構成する発光ダイオード10Aに通電し、放電電流
によって変化する前記フォトCdS素子10の抵抗Rfの抵抗
変化を利用して、二次曲線に近似した増幅曲線を描きな
がら増幅を行い、反射波レベルに応じた増幅度を得られ
る構成としてある。第４図において、R1はOPアンプ22の
反転入力側と増幅器の出力側に接続された抵抗、R2はト
ランジスタ21のベースと制御パルス発生器４の出力側に
接続された抵抗、R4はOPアンプ22の反転入力側と出力側
に接続された抵抗、R5はフォトCdS素子の抵抗RfとOPア
ンプ22の出力側に接続された抵抗をそれぞれ示す。The time gain control means 7 includes a transistor 21 that is turned on and off according to the output level of the pulse signal generated by the control pulse generator 4, and this transistor.
Capacitor C 1 and variable resistor connected to the emitter side of 21
A CR circuit formed by R 3 that changes the current flowing in the photo CdS element 10, a light emitting diode 10A connected to this variable resistor R 3 , and a CdS element whose resistance value changes according to the change of this light emitting diode 10A. The photo CdS element 10 including the resistor R f and the OP amplifier 22 connected in parallel to the photo CdS element 10 and receiving the received signal sent from the amplifier 6 are provided. Then, the photo CdS element 10
The discharge current of the electric charge charged in the capacitor C 1 is used as an input of, and the discharge current is applied to the light emitting diode 10A constituting the photo CdS element 10, and the photo CdS element 10 changes depending on the discharge current. Using the resistance change of the resistance R f , amplification is performed while drawing an amplification curve that approximates a quadratic curve, and the amplification degree according to the reflected wave level can be obtained. In FIG. 4, R 1 is a resistor connected to the inverting input side of the OP amplifier 22 and the output side of the amplifier, R 2 is a resistor connected to the base of the transistor 21 and the output side of the control pulse generator 4, R 4 Is a resistance connected to the inverting input side and the output side of the OP amplifier 22, and R 5 is a resistance R f of the photo CdS element and a resistance connected to the output side of the OP amplifier 22.
（実施例の動作） 次に本実施例の動作について、第１図のブロック図及
び第２図の各ブロックにおける入出力信号のタイムチャ
ートを参照しつつ説明する。(Operation of Embodiment) Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the time charts of the input / output signals in the blocks of FIG. 1 and each block of FIG.
発振器１から基準となる一定周波数の超音波の基準信
号ａが発振されると、この基準信号ａは送波回路２と制
御パルス発生器４に供給される。基準信号ａが起動信号
として制御パルス発生器４に入力すると、制御パルス発
生器４は送波用トランジューサ３が超音波パルスを送出
するタイミングを示す周期T1,パルス幅τ１（0.5〜2.0s
ec）のパルス信号ｂを送波回路２に出力するとともに、
タイム・ゲイン・コントロール手段７が増幅度を変化さ
せるタイミングを示す周期T2,パルス幅τ２のパルス信
号ｅをタイム・ゲイン・コントロール手段７に出力す
る。即ち、制御パルス発生器４は、送波回路２に周期
T1、パルス幅τ１のパルス信号を出力した直後（パルス
信号ｂのパルスの立ち下がりと同時）にパルス信号ｅが
立ち下がるように、タイム・ゲイン・コントロール手段
７にパルス信号ｅを出力する。送波回路２に発振器１か
らの基準信号ａと制御パルス発生器４からのパルス信号
ｂが入力すると、送波用トランスジューサ３にパルス信
号ｃが出力される。送波用トランスジューサ３にパルス
信号ｃが入力すると、対象とする場に超音波を発する。
すると、場において本装置より比較的遠い地点にある物
体上と、比較的近くにある物体上で超音波パルスは反射
し二つの反射波の一部は受波用トランスジューサ５に到
達する。When the oscillator 1 oscillates an ultrasonic reference signal a having a constant frequency, the reference signal a is supplied to the wave transmission circuit 2 and the control pulse generator 4. When the reference signal a is input to the control pulse generator 4 as a start signal, the control pulse generator 4 has a period T 1 and a pulse width τ 1 (0.5 to 2.0) indicating the timing at which the transmitting transducer 3 sends an ultrasonic pulse. s
ec) pulse signal b is output to the wave transmission circuit 2, and
The time gain control means 7 outputs to the time gain control means 7 a pulse signal e having a period T 2 and a pulse width τ 2 indicating the timing of changing the amplification degree. That is, the control pulse generator 4 causes the transmitting circuit 2 to cycle
The pulse signal e is output to the time gain control means 7 so that the pulse signal e falls immediately after the pulse signal having T 1 and the pulse width τ 1 is output (at the same time when the pulse of the pulse signal b falls). . When the reference signal a from the oscillator 1 and the pulse signal b from the control pulse generator 4 are input to the wave transmission circuit 2, the pulse signal c is output to the wave transmission transducer 3. When the pulse signal c is input to the transmitting transducer 3, ultrasonic waves are emitted to the target field.
Then, the ultrasonic pulse is reflected on an object located relatively far from the present apparatus and on an object located relatively near in the field, and a part of the two reflected waves reaches the receiving transducer 5.
受波用トランスジューサ５が反射波を受けると、当該
受波信号は増幅器６によって一定の増幅率で増幅され、
増幅された受波信号ｄはタイム・ゲイン・コントロール
手段７へ出力される。第２図に示す受波信号ｄのうち、
は送波信号の電気的ノイズによるもの、は送波用ト
ランスジューサ３から受波用トランスジューサ５へ直接
間回り込んだものであって、いわゆるノイズである。
は場の比較的近い地点にある物体からの反射波によるも
の、は場の比較的遠い地点にある物体からの反射波に
よるものをそれぞれ示している。When the receiving transducer 5 receives the reflected wave, the received signal is amplified by the amplifier 6 at a constant amplification factor,
The amplified received signal d is output to the time gain control means 7. Of the received signal d shown in FIG. 2,
Is due to the electrical noise of the transmitted signal, and is the so-called noise that is directly sneak into the receiving transducer 5 from the transmitting transducer 3.
Indicates a reflected wave from an object at a point relatively close to the field, and indicates a reflected wave from an object at a point relatively far from the field.
タイム・ゲイン・コントロール手段７では、パルス信
号ｅの入力がハイレベルであると、第４図のタイム・ゲ
イン・コントロール回路におけるトランジスタ21がONに
なるエミッタ電流が流れ、コンデンサC1はチャージされ
る。この状態では、抵抗R3にも電流が流れ、発光ダイオ
ード10Aは最大点灯する。第３図はフォトCdS素子10の抵
抗Rfと発光ダイオード10Aに流れる電流Ifとの関係を示
したもので、抵抗Rfの抵抗値は電流Ifの減少にともない
非線形の曲線で漸次増加していく。この場合、Rfの抵抗
値が最小となりOPアンプ22の増幅度も最小となる。その
後、パルス信号ｅがロウレベルになりトランジスタ21が
OFFになるとトランジスタ21には電流は流れない。する
と、コンデンサC1にチャージされた電荷は時定数C1R3で
放電され、抵抗R3を通してフォトCdS素子10の発光ダイ
オードに電流Ifが流れる。電流Ifは、C1R3の時定数に応
じて放電当初大量に流れ、次第に減衰していく。また、
第４図に示される通り、抵抗RfはOPアンプ22の抵抗R4と
並列関係にあるため、制御パルス発生器４からパルス信
号ｂが出力され送波用トランスジューサ３から超音波が
送波されると、パルス信号ｂの立ち下げと同時にパルス
信号ｅが立ち下がる（第２図参照）。即ち、制御パルス
発生器４の出力がハイレベルからローレベルに移行した
ときには、コンデンサC1からの放電電流は最大、抵抗Rf
の抵抗値は最小となるので、受波信号はOPアンプ22で最
小の増幅度で増幅されて、ノイズの影響を最小限にして
整流器８に出力される。これにより、第２図（ｄ）に示
される送波信号の電気的ノイズや、送波用トランスジ
ューサ３から受波用トランスジューサ５へ直接回り込ん
だノイズは送波後すぐに受波されるため、最小の増幅
度で増幅されて整流器８へ出力される。また、場の比較
的近い地点にある物体または、比較的遠い地点にある物
体からの反射波，は，の受波信号に比べて遅く
受波されるので、OPアンプ22により遠方の物体からの反
射波ほど増幅度をあげて整流器８へ出力される（第２図
におけるタイムチャートｇの曲線Ａ参照。A,BはA:本発
明の増幅度を示す曲線,B:従来技術の増幅度レベルを示
す）。In the time gain control means 7, when the input of the pulse signal e is at a high level, an emitter current for turning on the transistor 21 in the time gain control circuit of FIG. 4 flows and the capacitor C 1 is charged. . In this state, a current also flows through the resistor R 3 , and the light emitting diode 10A is turned on at maximum. FIG. 3 shows the relationship between the resistance R f of the photo CdS element 10 and the current I f flowing through the light emitting diode 10A. The resistance value of the resistance R f gradually increases with a non-linear curve as the current I f decreases. I will do it. In this case, the resistance value of R f is minimum and the amplification degree of the OP amplifier 22 is also minimum. After that, the pulse signal e becomes low level and the transistor 21 becomes
When turned off, no current flows through the transistor 21. Then, the electric charge charged in the capacitor C 1 is discharged with a time constant C 1 R 3 , and a current If flows in the light emitting diode of the photo CdS element 10 through the resistor R 3 . The current I f flows in a large amount at the beginning of discharge according to the time constant of C 1 R 3 and gradually attenuates. Also,
As shown in FIG. 4, since the resistance R f is in parallel with the resistance R 4 of the OP amplifier 22, the pulse signal b is output from the control pulse generator 4 and the ultrasonic wave is transmitted from the transmitting transducer 3. Then, the pulse signal e falls simultaneously with the fall of the pulse signal b (see FIG. 2). That is, when the output of the control pulse generator 4 changes from the high level to the low level, the discharge current from the capacitor C 1 is maximum and the resistance R f
Has a minimum resistance value, the received signal is amplified by the OP amplifier 22 with the minimum amplification degree, and is output to the rectifier 8 while minimizing the influence of noise. As a result, the electrical noise of the transmitted signal shown in FIG. 2 (d) and the noise that directly circulates from the transmitting transducer 3 to the receiving transducer 5 are received immediately after the transmission. It is amplified with the minimum amplification degree and output to the rectifier 8. Also, the reflected wave from an object at a relatively close point in the field or a reflected wave from an object at a relatively distant point is received later than the received signal of, so that the OP amplifier 22 outputs a signal from a distant object. The reflected wave has a higher amplification degree and is output to the rectifier 8 (see the curve A of the time chart g in FIG. 2. A and B are A: the curve showing the amplification degree of the present invention, B: the amplification level of the prior art). Indicates).
タイム・ゲイン・コントロール手段７は信号ｈを整流
器８へ出力する。整流器８は信号ｈを半波整流して、信
号ｉを警報出力手段９へ出力する。警報出力手段９はあ
らかじめ定めた警報レベルを設けてあり、これを越える
信号に対しては、警報のパルス信号ｊを出力する。The time gain control means 7 outputs the signal h to the rectifier 8. The rectifier 8 half-wave rectifies the signal h and outputs the signal i to the alarm output means 9. The warning output means 9 is provided with a predetermined warning level, and outputs a warning pulse signal j for signals exceeding this level.
本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above,
The following effects are obtained.
受波信号処理用のタイム・ゲイン・コントロール手段
を、制御パルス発生器より加えられるパルス信号によっ
て受波信号を増幅するOPアンプの抵抗が変化し受波用ト
ランスジューサが受波した受波信号をコントロールする
フォトCdS素子と、このフォトCdS素子に接続されたコン
デンサ及び抵抗を組込んで構成し、フォトCdS素子の入
力として、コンデンサにチャージした電荷の放電電流を
使用したことにより、簡単な構成で時間に対応して連続
的に増幅度を上げることができる。Controls the received signal received by the receiving transducer by changing the resistance of the OP amplifier that amplifies the received signal by the pulse signal applied from the control pulse generator. The photo CdS element and the capacitor and resistor connected to this photo CdS element are built in, and the discharge current of the charge charged in the capacitor is used as the input of the photo CdS element. The amplification degree can be continuously increased in accordance with.
また、放電特性を定めるコンデンサと抵抗との時定数
を変化させることで、ほぼ二次曲線に近似した増幅曲線
が得られるので、受ける反射波に適した増幅曲線を容易
に設定することができ、送波信号のノイズや超音波が距
離の二乗に比例して減衰することによる影響を少なくす
ることができる。Also, by changing the time constants of the capacitor and the resistor that determine the discharge characteristics, an amplification curve that is approximately a quadratic curve can be obtained, so that an amplification curve suitable for the reflected wave that is received can be easily set. It is possible to reduce the influence of noise of the transmission signal and the attenuation of ultrasonic waves in proportion to the square of the distance.
第１図は超音波検出装置の全体構成を示すブロック図、
第２図は各ブロックの入出力信号のタイムチャート、第
３図はフォトCdS素子の電流−抵抗特性、第４図はタイ
ム・ゲイン・コントロール回路を示す。 １……発振器 ２……送波回路 ３……送波用超音波トランスジューサ ４……制御パルス発生器 ５……受波用超音波トランスジューサ ６……増幅器 ７……タイム・ゲイン・コントロール手段 ８……整流器 ９……警報出力手段 10……フォトCdS素子FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic detection device,
FIG. 2 is a time chart of input / output signals of each block, FIG. 3 is a current-resistance characteristic of the photo CdS element, and FIG. 4 is a time gain control circuit. 1 ... Oscillator 2 ... Transmission circuit 3 ... Transmission ultrasonic transducer 4 ... Control pulse generator 5 ... Reception ultrasonic transducer 6 ... Amplifier 7 ... Time gain control means 8 ... … Rectifier 9 …… Alarm output means 10 …… Photo CdS element
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−89163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−101775（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−167570（ＪＰ，Ｕ) トランジスタ技術編集部編 「実用電 子回路ハンドブック」 第４巻 （昭和 55年11月30日） ＣＱ出版社 第386− 389頁Continuation of the front page (56) References JP-A-51-89163 (JP, A) JP-A-57-101775 (JP, A) Actually-opened Sho-61-167570 (JP, U) Transistor Technology Editing Section "Practical Electric Child Circuit Handbook "Volume 4 (November 30, 1980) Pages 386-389, CQ Publisher
Claims (1)
ューサ（３）と、 該送波用トランスジューサ（３）が送出する超音波パル
スの基準となる一定周波数の超音波を基準信号として発
振する発振器（１）と、 該発振器（１）に接続され、制御パルス発生器（４）か
ら出力されるパルス信号のタイミングに一致させて前記
発振器（１）から発振される基準信号を前記送波用トラ
ンスジューサ（３）に送出する送波回路（２）と、 該送波用トランスジューサ（３）が超音波パルスを送出
するタイミングを示すパルス信号を前記送波回路（２）
に出力するとともに、タイム・ゲイン・コントロール手
段（７）が増幅度を変化させるタイミングを示すパルス
信号をタイム・ゲイン・コントロール手段（７）に出力
する制御パルス発生器（４）と、 超音波を受波する受波用トランスジューサ（５）と、 該受波用トランスジューサ（５）が受けた受波信号を一
定の増幅率で増幅する増幅器（６）と、 前記制御パルス発生器（４）と増幅器（６）とに接続さ
れ、前記制御パルス発生器（４）から出力されるパルス
信号に呼応して、前記増幅器（６）より送出される受波
信号を時間の経過とともに増幅度を変えながら増幅する
タイム・ゲイン・コントロール手段（７）を備えてなる
超音波検出装置であって、 前記タイム・ゲイン・コントロール手段（７）が、 前記制御パルス発生器（４）の出力側にベースが接続さ
れたトランジスタ（21）と、 該トランジスタ（21）のエミッタ側に接続されるコンデ
ンサC1及び抵抗R3で形成された、フォトCdS素子（10）
に流れる電流を変えるCR回路と、 前記抵抗R3に接続された受光ダイオード（10A）と、こ
の発光ダイオード（10A）の光の変化に応じて抵抗値が
変化する、CdS素子である抵抗Rfとより構成されるフォ
トCdS素子（10）と、 該フォトCdS素子（10）に並列に接続され、前記増幅器
（６）が送出する受波信号が入力するOPアンプ（22）と
を具備し、 前記フォトCdS素子（10）の入力として、前記コンデン
サC1にチャージされた電荷の放電電流を使用し、この放
電電流を前記フォトCdS素子（10）を構成する発光ダイ
オード（10A）に通電し、放電電流によって変化する前
記フォトCdS素子（10）の抵抗Rfの抵抗変化を利用し
て、二次曲線に近似した増幅曲線を描きながら増幅を行
うことを特徴とする超音波検出装置。1. A wave transmitting transducer (3) for transmitting an ultrasonic wave pulse, and an oscillator for oscillating with an ultrasonic wave of a constant frequency as a reference of an ultrasonic wave pulse transmitted by the wave transmitting transducer (3) as a reference signal. (1) and a reference signal oscillated from the oscillator (1), which is connected to the oscillator (1) and matches the timing of a pulse signal output from the control pulse generator (4), A wave transmission circuit (2) to be sent to (3), and a pulse signal indicating the timing at which the wave transmission transducer (3) sends an ultrasonic pulse, to the wave transmission circuit (2).
To the time gain control means (7) and a pulse signal indicating the timing at which the time gain control means (7) changes the amplification degree, and ultrasonic waves. A wave receiving transducer (5) for receiving a wave, an amplifier (6) for amplifying a wave receiving signal received by the wave receiving transducer (5) at a constant amplification factor, the control pulse generator (4) and an amplifier (6) is connected to the pulse signal output from the control pulse generator (4) and amplifies the received signal transmitted from the amplifier (6) while changing the amplification degree with the passage of time. An ultrasonic wave detecting device comprising a time gain control means (7) for controlling, wherein the time gain control means (7) is a control pulse generator (4). A force base is connected to a side transistor (21), formed by capacitor C 1 and a resistor R 3 connected to the emitter of the transistor (21), the photo CdS element (10)
And CR circuit for changing the current flowing in, and the resistor R 3 connected to the receiving diode (10A), the resistance value changes in response to changes in light from the light emission diode (10A), the resistance R f is a CdS element And a photo-CdS element (10) composed of and an OP amplifier (22) connected in parallel to the photo-CdS element (10) and to which a received signal sent from the amplifier (6) is input, As the input of the photo CdS element (10), the discharge current of the charge charged in the capacitor C 1 is used, and this discharge current is applied to the light emitting diode (10A) constituting the photo CdS element (10), An ultrasonic detection device, wherein amplification is performed while drawing an amplification curve similar to a quadratic curve by utilizing the resistance change of the resistance R f of the photo-CdS element (10) which changes according to the discharge current.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140510A JP2686963B2 (en) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | Ultrasonic detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140510A JP2686963B2 (en) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | Ultrasonic detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311290A JPH01311290A (en) | 1989-12-15 |
| JP2686963B2 true JP2686963B2 (en) | 1997-12-08 |
Family
ID=15270327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63140510A Expired - Fee Related JP2686963B2 (en) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | Ultrasonic detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686963B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08338715A (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Mitsubishi Chem Corp | Coating thickness measurement method utilizing ultrasonic wave |
| CN113777595B (en) * | 2021-09-14 | 2023-08-11 | 天津理工大学 | Ultrasonic wave receiving circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5189163A (en) * | 1975-02-03 | 1976-08-04 | Choonpasuitsuchino jushinsochi | |
| JPS57101775A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nippon Soken Inc | Ultrasonic distance detector |
-
1988
- 1988-06-09 JP JP63140510A patent/JP2686963B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| トランジスタ技術編集部編 「実用電子回路ハンドブック」 第４巻 （昭和５５年１１月３０日） ＣＱ出版社 第３８６−３８９頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01311290A (en) | 1989-12-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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