JP6815785B2 - 超音波変位計測装置及び超音波変位計測方法 - Google Patents
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Description
これにより、駆動回路の消費電力を低減し、高周波数の超音波の送信が可能となる。
これにより、良質なうなり信号を空間合成できる。
これにより、送信機の数を増やすことができ、信頼性を向上できる。
これにより、高出力、高周波数の超音波を送信可能となり、小さな測定ターゲットでも測定が可能となる。
これにより、送信開始時刻が正確になり、受信時刻基準点の抽出精度が向上する。
これにより、受信時刻基準点の抽出が容易となる。
これにより、送信開始時刻が正確になり、歪みの少ない良質なうなり信号を合成することができる。
これにより、超音波ビームサイズを小さくして小さい測定ターゲットでも高精度に測定可能となる。
超音波距離計測は、空中でも液中でも金属の中でも、音が伝わる環境ならば、距離計測が可能となり、測定距離が60mmから10mと長い。それにより、種々のポジショニングとして、ロボット吸着前の高さ制御、ロボットアームの位置決め、鋼板の位置ずれ検出、工作機械等の位置決め、溶接位置の倣い制御、液晶ガラスの位置決め、太陽電池基板の搬送停止位置測定など幅広く用いられている。
2、3、20、41 送信機
4、4−1、4−2 CPU
5、5−1、5−2 スイッチ回路
6、6−1、6−2 超音波素子(送信側)
7 超音波素子(受信側)
8 フィルタ
9 解析装置
10 外部スイッチ
11 クロック
22 送信波形
23 受信波形
24 包絡線
30 周波数f1
31 周波数f2
32 うなり信号
33 超音波発信機
34 メモリ
35 駆動回路
36 超音波素子
37 超音波バースト
Claims (10)
- 送信機から受信機へ超音波ビームを送信して、送信から受信までの伝搬時間を求めることより前記送信機と前記受信機間における距離を測定する超音波変位計測装置において、
互いに異なる周波数の超音波を発信する複数の前記送信機と、
複数の前記送信機から送信される前記超音波ビームが重なる空間位置に配置され、複数の前記送信機より送信されて合成されたうなり信号を受信する前記受信機と、
前記受信機で得られた前記うなり信号の位相から受信時刻基準点を求め、前記送信機で送信を開始した時刻と前記受信時刻基準点とに基づいて前記送信機と前記受信機間における距離を求める解析装置と、
を備えたことを特徴とする超音波変位計測装置。 - 前記送信機は所定時間だけ連続する超音波パルスバースト波を送信することを特徴とする請求項1に記載の超音波変位計測装置。
- 前記受信機からそれぞれの前記送信機までの距離は略等しくなるように配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波変位計測装置。
- 前記送信機は前記受信機から所定距離だけ隔てた垂直平面上に配置されたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の超音波変位計測装置。
- 前記送信機は超音波素子をオンオフ信号で駆動するスイッチ回路を備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の超音波変位計測装置。
- 前記解析装置は、前記スイッチ回路より前記送信機で送信を開始した時刻を決定するトリガ信号を得て前記受信機で得られた信号をサンプリングすることを特徴とする請求項5に記載の超音波変位計測装置。
- 前記受信機で得られた信号をA/D変換してメモリに記録し、複数の前記送信機より送信され、合成された信号の位相一致点を検出することにより前記受信時刻基準点を求める前記解析装置を備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の超音波変位計測装置。
- 複数の前記送信機は、同じトリガ信号に同期して超音波を発信することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の超音波変位計測装置。
- 前記超音波ビームの発信周波数を200〜400kHzとしたことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の超音波変位計測装置。
- 送信機から受信機へ超音波ビームを送信して、送信から受信までの伝搬時間を求めることより前記送信機と前記受信機間における距離を測定する超音波変位計測方法であって、
複数の前記送信機から互いに異なる周波数の超音波を発信し、前記送信機から送信される前記超音波ビームが重なる空間位置に配置された前記受信機で得られたうなり信号の位相から受信時刻基準点を求め、前記送信機で送信を開始した時刻と前記受信時刻基準点とに基づいて前記送信機と前記受信機間における距離を求めることを特徴とする超音波変位計測方法。
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