JPH0560858A - Dual beam ultrasonic detection device - Google Patents
Dual beam ultrasonic detection deviceInfo
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- JPH0560858A JPH0560858A JP24677791A JP24677791A JPH0560858A JP H0560858 A JPH0560858 A JP H0560858A JP 24677791 A JP24677791 A JP 24677791A JP 24677791 A JP24677791 A JP 24677791A JP H0560858 A JPH0560858 A JP H0560858A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数の電極が形成され
た電歪振動子からなる送受波器、または各々に電極が形
成された複数の電歪振動子からなる送受波器を備えた超
音波探知装置に係り、より詳細には、電極と送受波器を
駆動する駆動信号源との間に、送受波器より送波される
ビーム形状が準理想ビームとなる重み付けを行う準理想
ビームウエイト部が挿入されたデュアルビーム超音波探
知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes a transducer including an electrostrictive oscillator having a plurality of electrodes formed thereon, or a transducer including a plurality of electrostrictive oscillators each having an electrode formed thereon. More specifically, it relates to an ultrasonic detection device, and more specifically, a quasi-ideal beam that performs weighting such that the beam shape transmitted from the transducer is a quasi-ideal beam between the electrode and the drive signal source that drives the transducer. The present invention relates to a dual beam ultrasonic detection device having a weight portion inserted therein.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波探知装置において、対象の反射強
度を正確に捉えようとするときには、ビームの指向角度
範囲内においては感度が一定であり、指向角度を僅かで
も越えたときには感度が０となる指向特性を持つ理想ビ
ームを用いる必要がある。しかしこのような理想ビーム
を実現するためには無限の大きさを有する送受波器が必
要となるのでその実現は不可能であるが、その指向特性
をより理想ビームに近づけるための装置が提案されてい
る（特公平3-23874)。2. Description of the Related Art In an ultrasonic detecting apparatus, when it is desired to accurately capture the reflection intensity of an object, the sensitivity is constant within the beam directional angle range, and the sensitivity is 0 when the beam directional angle is slightly exceeded. It is necessary to use an ideal beam with the following directional characteristics. However, in order to realize such an ideal beam, it is impossible to realize it because a transducer with infinite size is required, but a device for making the directional characteristics closer to the ideal beam has been proposed. (Tokuhei 3-23874).
【０００３】この装置では、電歪振動子に形成された複
数の電極と電歪振動子を駆動する信号源との間に準理想
ビームウエイト部を挿入することにより、ベッセル関数
により算出される振幅と位相の信号を各電極に与えるた
めの重み付けを行い、受波時には、同様の重み付けを与
える準理想ビームウエイト部を介して、電極からの受波
信号を取り出す構成となっている。図５はこの装置によ
り実現される指向特性を示しており、この指向特性は、
指向角度範囲内d91 ではその大部分において感度が一定
であり、指向角度を越える範囲d92 については、指向角
度から離れるに従って急激にその感度が低下する特性と
なっており、理想ビームに近似した指向特性となってい
る。In this device, a quasi-ideal beam weight section is inserted between a plurality of electrodes formed on the electrostrictive oscillator and a signal source for driving the electrostrictive oscillator, so that the amplitude calculated by the Bessel function is obtained. Weighting is applied to each electrode to give a signal of the phase and to the electrodes, and at the time of reception, the reception signal from the electrodes is taken out through the quasi-ideal beam weight section that gives the same weighting. FIG. 5 shows the directional characteristics realized by this device.
Most of the sensitivity is constant within the directivity angle range d91, and in the range d92 that exceeds the directivity angle, the sensitivity sharply decreases as the distance from the directivity angle increases. Has become.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記装置により実現さ
れる指向特性は、既に説明したように理想ビームに近似
した指向特性となっているが、対象が指向角度を僅かに
離れた範囲d93 に位置するような場合では、探知感度が
変化する範囲となるため、対象の反射強度を示す信号の
信頼性が低くなり、得られたデータそのものの信頼性が
低下するという問題があった。The directional characteristics realized by the above-mentioned device are the directional characteristics approximate to the ideal beam as described above, but the object is located in the range d93 slightly apart from the directional angle. In such a case, since the detection sensitivity is in a range in which the detection sensitivity changes, the reliability of the signal indicating the reflection intensity of the target becomes low, and the reliability of the obtained data itself deteriorates.
【０００５】本発明は上記課題を解決するため着想され
たものであり、その目的は、得られたデータの信頼性を
高めるために理想ビームに近い超音波探知装置を提供す
ることにある。The present invention has been conceived in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic detecting apparatus close to an ideal beam in order to improve the reliability of the obtained data.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のデュアルビーム超音波探知装置は、複数の電極
が形成された電歪振動子からなる送受波器、または各々
に電極が形成された複数の電歪振動子からなる送受波器
を備え、この送受波器を駆動する駆動信号源と電極との
間に、送受波器より送波されるビーム形状が準理想ビー
ムとなる重み付けを行う準理想ビームウエイト部が挿入
された超音波探知装置に適用し、電極の出力が導かれ、
受波特性が準理想ビームとなる重み付けを行う準理想ビ
ームウエイト部と、電極の出力が導かれ、受波特性がチ
ェビシェフビームとなる重み付けを行うチェビシェフウ
エイト部と、このチェビシェフウエイト部の出力が準理
想ビームウエイト部の出力より大きいときには準理想ビ
ームウエイト部の出力を送出し、その他のときには出力
を０近傍のレベルとするゲート部とを備えた構成を用い
る。In order to solve the above-mentioned problems, a dual-beam ultrasonic detecting apparatus of the present invention is a transducer comprising an electrostrictive oscillator having a plurality of electrodes, or electrodes are formed on each of the transducers. The transducer is composed of a plurality of electrostrictive oscillators, and the weight of the beam shape transmitted from the transducer is a quasi-ideal beam between the drive signal source that drives the transducer and the electrode. Applied to an ultrasonic detector with a quasi-ideal beam weight part inserted, the output of the electrode is guided,
A quasi-ideal beam weight part that weights the reception characteristic to be a quasi-ideal beam, a Chebyshev weight part that guides the output of the electrode and weights the reception characteristic to be a Chebyshev beam, and the output of this Chebyshev weight part Is greater than the output of the quasi-ideal beam weight unit, the output of the quasi-ideal beam weight unit is sent out, and in other cases, a gate unit for setting the output to a level near 0 is used.
【０００７】[0007]
【作用】チェビシェフビームの感度曲線と準理想ビーム
のそれとの関係を、準理想ビームの感度の平坦部をチェ
ビシェフビームの感度曲線が横切るレベル設定とするこ
とにより、ゲート部から準理想ビームウエイト部の出力
が送出されるのは、準理想ビームの感度が平坦となる角
度範囲に対象が位置している場合のみとなる。そしてそ
の他の角度範囲に対象が位置している場合には、チェビ
シェフウエイト部の出力が準理想ビームウエイト部の出
力より小さくなり、ゲート部の出力は０近傍の出力とな
る。つまりゲート部の出力から感度を見た場合には、感
度が平坦な部分についてのみ、その平坦な感度特性でも
って対象の検出を行い、感度が平坦でない部分において
は、感度が０近傍の値となる。[Function] The relationship between the sensitivity curve of the Chebyshev beam and that of the quasi-ideal beam is set by setting the level at which the sensitivity curve of the Chebyshev beam crosses the flat portion of the sensitivity of the quasi-ideal beam so that Output is delivered only when the object is located in the angular range where the sensitivity of the quasi-ideal beam is flat. When the target is located in another angle range, the output of the Chebyshev weight unit becomes smaller than the output of the quasi-ideal beam weight unit, and the output of the gate unit becomes an output near 0. That is, when the sensitivity is viewed from the output of the gate unit, the target is detected only by the flat sensitivity characteristic with the flat sensitivity characteristic, and in the non-flat sensitivity portion, the sensitivity is close to 0. Become.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しつつ説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００９】図１は、本発明の一実施例の電気的構成を
示すブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram showing the electrical construction of an embodiment of the present invention.
【００１０】図において、送受波器11の駆動信号を生成
する駆動信号源14の出力は準理想ビームウエイト部13に
与えられており、この準理想ビームウエイト部13の出力
はトラップ12に導かれている。またそれぞれの素子に電
極が形成された複数の電歪振動子により形成された送受
波器11は、その各素子の電極がトラップ12と双方向性に
接続されている。In the figure, the output of the drive signal source 14 for generating the drive signal of the transmitter / receiver 11 is given to the quasi-ideal beam weight section 13, and the output of this quasi-ideal beam weight section 13 is guided to the trap 12. ing. Further, in the transducer 11 formed of a plurality of electrostrictive oscillators in which electrodes are formed in each element, the electrodes of each element are bidirectionally connected to the trap 12.
【００１１】トラップ12からの出力は、バッファアンプ
15を介しては準理想ビームウエイト部16に導かれ、バッ
ファアンプ20を介してはチェビシェフウエイト部21に導
入されている。そして準理想ビームウエイト部16の出力
は加算回路17に送出されており、加算回路17の出力は広
ダイナミックアンプ18に与えられている。またチェビシ
ェフウエイト部21の出力も同様であって、加算回路22を
介して広ダイナミックアンプ23に導かれている。The output from the trap 12 is a buffer amplifier.
It is guided to the quasi-ideal beam weight section 16 via 15 and introduced to the Chebyshev weight section 21 via the buffer amplifier 20. The output of the quasi-ideal beam weight unit 16 is sent to the adder circuit 17, and the output of the adder circuit 17 is given to the wide dynamic amplifier 18. The output of the Chebyshev weight unit 21 is also the same, and is led to the wide dynamic amplifier 23 through the adder circuit 22.
【００１２】広ダイナミックアンプ18の出力はゲート信
号発生回路24の一方の入力とＡ／Ｄ変換器19の入力とに
与えられており、広ダイナミックアンプ23の出力はゲー
ト信号発生回路24の他方の入力に導かれている。そして
Ａ／Ｄ変換器19の出力は、ゲート部25の一方の入力と画
像メモリ28とに送出されており、ゲート部25の他方の入
力にはゲート信号発生回路24の出力が与えられている。The output of the wide dynamic amplifier 18 is applied to one input of the gate signal generating circuit 24 and the input of the A / D converter 19, and the output of the wide dynamic amplifier 23 is the other input of the gate signal generating circuit 24. Guided to the input. The output of the A / D converter 19 is sent to one input of the gate unit 25 and the image memory 28, and the output of the gate signal generating circuit 24 is given to the other input of the gate unit 25. ..
【００１３】またゲート部25の出力はストレングスメモ
リ26に送出されており、このストレングスメモリ26の出
力はデータ処理部27に与えられている。そして表示部29
には、画像メモリ28からの出力とデータ処理部27からの
出力とが導入されている。The output of the gate unit 25 is sent to the strength memory 26, and the output of the strength memory 26 is given to the data processing unit 27. And display unit 29
An output from the image memory 28 and an output from the data processing unit 27 are introduced in the.
【００１４】以上の構成において、帯によりその接続が
示された信号線については、その出力が複数の信号線に
より構成されていることを示していて、信号線の数は、
送受波器11を構成する電歪振動子の素子数と等しい数と
なっている。そのためバッファアンプ15、およびバッフ
ァアンプ20には、それぞれの内部に、送受波器11の素子
数に等しいブッファ回路が設けられている。In the above structure, regarding the signal line whose connection is shown by the band, it is shown that the output is composed of a plurality of signal lines, and the number of signal lines is
The number is equal to the number of elements of the electrostrictive oscillator that constitutes the wave transmitter / receiver 11. Therefore, the buffer amplifier 15 and the buffer amplifier 20 are each provided with a buffer circuit equal to the number of elements of the wave transmitter / receiver 11 inside.
【００１５】また準理想ビームウエイト部16、およびチ
ェビシェフウエイト部21は、各素子からの信号線のそれ
ぞれに対応する増幅器および抵抗減衰器により構成され
ていて、位相については、必要に応じて増幅器を反転増
幅器あるいは非反転増幅器として動作させ、振幅につい
ては抵抗減衰器により要求される振幅まで減衰させる構
成が用いられている。The quasi-ideal beam weight section 16 and the Chebyshev weight section 21 are composed of amplifiers and resistance attenuators corresponding to the signal lines from the respective elements. A configuration is used in which the amplifier is operated as an inverting amplifier or a non-inverting amplifier, and the amplitude is attenuated to the amplitude required by the resistance attenuator.
【００１６】図２は、本発明の一実施例が形成するビー
ム形状を示す説明図である。必要に応じて同図を参照し
つつ、本発明の一実施例の動作について以下に説明す
る。FIG. 2 is an explanatory view showing a beam shape formed by an embodiment of the present invention. The operation of one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１７】駆動信号源14はバースト信号を生成し準理
想ビームウエイト部13に送出する。このバースト信号が
与えられた準理想ビームウエイト部13は、送受波器11の
各素子に要求される振幅レベルおよび位相の信号を生成
し、生成した信号をトラップ12に送出する。トラップ12
は、このバースト信号を送受波器11に送出すると共に、
バースト信号がバッファアンプ15、20に漏れることを阻
止する。The drive signal source 14 generates a burst signal and sends it to the quasi-ideal beam weight section 13. The quasi-ideal beam weight unit 13 to which this burst signal is applied generates a signal of the amplitude level and phase required for each element of the transceiver 11, and sends the generated signal to the trap 12. Trap 12
While sending this burst signal to the transceiver 11,
The burst signal is prevented from leaking to the buffer amplifiers 15 and 20.
【００１８】以上のことから、送受波器11の各素子に
は、ベッセル関数に基づいて算出される振幅および位相
の信号が与えられることになる。From the above, each element of the transmitter / receiver 11 is given a signal of amplitude and phase calculated based on the Bessel function.
【００１９】なお送受波器11の各素子に与えられるバー
スト信号の振幅、位相、およびその周波数と各素子の形
状との関係については、本発明の主眼点がその関係にあ
るのではないこと、および公報 (特公平3-23874)により
詳細な説明がなされていて公知技術となっていることか
ら、本発明の主眼点を分かり易いものとするためその詳
細な説明を省略する。Regarding the relationship between the amplitude and phase of the burst signal given to each element of the transmitter / receiver 11 and the frequency thereof and the shape of each element, the main point of the present invention is not the relationship. Since the detailed description is given in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-23874 and is a publicly known technique, the detailed description is omitted to make the main points of the present invention easy to understand.
【００２０】要求される振幅および位相のバースト信号
が準理想ビームウエイト部13から各素子に与えられた送
受波器11は、指向特性の中心を角度０として示すとする
と、図２の31に示すように、角度範囲d1において強度が
ほぼ一定であり、その両側では強度が急激に減衰する準
理想ビームの指向特性を有する超音波を水中に送波す
る。When the burst signal having the required amplitude and phase is given from the quasi-ideal beam weight section 13 to each element, the center of the directional characteristic of the transmitter / receiver 11 is indicated by an angle of 0, and the transducer is indicated by 31 in FIG. As described above, the ultrasonic waves having the directional characteristics of the quasi-ideal beam in which the intensity is substantially constant in the angular range d1 and the intensity is sharply attenuated on both sides thereof are transmitted into the water.
【００２１】一方、受波時には、送受波器11により受波
された超音波は、各素子毎の信号となり、トラップ12を
介してバッファアンプ15、20に導かれる。そしてバッフ
ァアンプ15を通過した後、準理想ビームウエイト部16に
送出される。バッファアンプ15からの出力が導かれた準
理想ビームウエイト部16は、それぞれの素子からの信号
毎に、要求される増幅率および位相関係でもって信号の
処理を行い、処理した信号を加算回路17に送出する。On the other hand, at the time of receiving a wave, the ultrasonic wave received by the wave transmitter / receiver 11 becomes a signal for each element and is guided to the buffer amplifiers 15 and 20 via the trap 12. Then, after passing through the buffer amplifier 15, it is sent to the quasi-ideal beam weight unit 16. The quasi-ideal beam weight section 16 to which the output from the buffer amplifier 15 is guided performs signal processing for each signal from each element with the required amplification factor and phase relationship, and adds the processed signal to the adding circuit 17 To send to.
【００２２】加算回路17は、準理想ビームウエイト部16
において処理された素子毎の信号の全てについてその加
算を行い、加算結果を広ダイナミックアンプ18に送出す
る。この広ダイナミックアンプ18は、超音波が水中で拡
散すること、および吸収されることに対する補正を加算
回路17の出力に与えた後、設定値だけ増幅してその出力
をＡ／Ｄ変換器19とゲート信号発生回路24とに送出す
る。Ａ／Ｄ変換器19は、広ダイナミックアンプ18の出力
をデジタル値に変換し、変換結果を画像メモリ28に送出
することから、表示部29には、準理想ビームウエイト部
16の出力により示される画像が表示されることになる。The adder circuit 17 includes a quasi-ideal beam weight section 16
The addition is performed on all the signals for each element processed in (1), and the addition result is sent to the wide dynamic amplifier 18. This wide dynamic amplifier 18 gives a correction for the diffusion and absorption of ultrasonic waves in water to the output of the adder circuit 17, then amplifies the output by a set value and outputs the output to an A / D converter 19. It is sent to the gate signal generating circuit 24. Since the A / D converter 19 converts the output of the wide dynamic amplifier 18 into a digital value and sends the conversion result to the image memory 28, the display unit 29 has a quasi-ideal beam weight unit.
The image shown by the output of 16 will be displayed.
【００２３】上記受波時の動作において、送受波器11に
おいて受波された反射波の強度を示す信号は、準理想ビ
ームウエイト部16において必要とする重み付けが行われ
た後、広ダイナミックアンプ18において補正されること
から、その受信特性は、送波時と同様に図２の31により
示す準理想ビーム特性となる。そのため送波と受波とを
含めた特性も同様に準理想ビーム特性となっている。In the above-mentioned operation at the time of receiving the wave, the signal indicating the intensity of the reflected wave received by the transmitter / receiver 11 is subjected to the weighting required in the quasi-ideal beam weight section 16 and then the wide dynamic amplifier 18 Since the signal is corrected in step 1, the reception characteristic becomes a quasi-ideal beam characteristic indicated by 31 in FIG. Therefore, the characteristics including the transmitted wave and the received wave are also quasi-ideal beam characteristics.
【００２４】またバッファアンプ20を介してチェビシェ
フウエイト部21に導かれた各素子からの信号は、同様に
図２の32により示されるチェビシェフ特性の指向性を持
たせるための重み付けが行われた後 (この重み付けの方
法についても、公知技術となっているため、詳細な説明
を省略する）、加算回路22において加算され、広ダイナ
ミックアンプ23によって上記と同様の補正が与えられ
る。そして補正された出力はゲート信号発生回路24に送
出される。The signals from the respective elements led to the Chebyshev weight unit 21 via the buffer amplifier 20 are similarly weighted to give the Chebyshev characteristic directivity indicated by 32 in FIG. (This weighting method is also a known technique, so detailed description thereof will be omitted), and the addition is performed in the addition circuit 22, and the same correction as that described above is given by the wide dynamic amplifier 23. Then, the corrected output is sent to the gate signal generation circuit 24.
【００２５】以上の動作の結果として、ゲート信号発生
回路24に与えられる準理想ビーム (広ダイナミックアン
プ18の出力) の総合特性とチェビシェフビーム (広ダイ
ナミックアンプ23の出力)の総合特性との関係は、図２
の31と32とにより示すように、準理想ビームの感度曲線
31の感度の平坦部をチェビシェフビームの感度曲線が横
切ることとなる。As a result of the above operation, the relation between the total characteristics of the quasi-ideal beam (the output of the wide dynamic amplifier 18) and the Chebyshev beam (the output of the wide dynamic amplifier 23) given to the gate signal generating circuit 24 is , Figure 2
Sensitivity curves for quasi-ideal beams, as shown by 31 and 32
The Chebyshev beam sensitivity curve will cross the flat part of the sensitivity of 31.
【００２６】図３は、本発明の一実施例のビームの広が
りを極座標により示す説明図となっていて、同図におい
ては、準理想ビームは31a により示され、チェビシェフ
ビームは32a により示されている。FIG. 3 is an explanatory view showing the spread of the beam of one embodiment of the present invention in polar coordinates, in which the quasi-ideal beam is indicated by 31a and the Chebyshev beam is indicated by 32a. There is.
【００２７】ゲート信号発生回路24は、チェビシェフウ
エイト部21の出力 (広ダイナミックアンプ23の出力) が
準理想ビームウエイト部16の出力 (広ダイナミックアン
プ18の出力) より大きいときにはゲート信号をゲート部
25に送出し、その逆のときにはゲート信号を発生しな
い。またゲート部25は、ゲート信号発生回路24からゲー
ト信号が送出されるときにはＡ／Ｄ変換器19の出力を送
出し、ゲート信号が送出されないときには出力値０を送
出する。The gate signal generation circuit 24 outputs a gate signal when the output of the Chebyshev weight unit 21 (the output of the wide dynamic amplifier 23) is larger than the output of the quasi-ideal beam weight unit 16 (the output of the wide dynamic amplifier 18).
25, and vice versa, it does not generate a gate signal. The gate unit 25 sends the output of the A / D converter 19 when the gate signal is sent from the gate signal generating circuit 24, and sends the output value 0 when the gate signal is not sent.
【００２８】そのためチェビシェフビーム32の方が準理
想ビーム31より感度が高くなる角度範囲d2内に対象があ
る場合には（41によりその位置を示す) 、チェビシェフ
ウエイト部21の出力の方が準理想ビームウエイト部16の
出力より大きくなるため、ゲート信号発生回路24からゲ
ート信号が送出されることになり、ゲート部25は、準理
想ビームウエイト部16の出力 (Ａ／Ｄ変換器19の出力)
をストレングスメモリ26に出力する。Therefore, when the Chebyshev beam 32 has an object within the angular range d2 where the sensitivity is higher than that of the quasi-ideal beam 31 (its position is indicated by 41), the output of the Chebyshev weight unit 21 is quasi-ideal. Since it becomes larger than the output of the beam weight unit 16, the gate signal is sent from the gate signal generating circuit 24, and the gate unit 25 outputs the output of the quasi-ideal beam weight unit 16 (the output of the A / D converter 19).
Is output to the strength memory 26.
【００２９】また対象が角度範囲d3 (チェビシェフウエ
イト部21の出力が準理想ビームウエイト部16の出力より
小さくなる領域) として、例えば指向特性の中心から角
度θ1 離れた角度に対象がある場合（42によりその位置
を示す) 、この対象は、準理想ビームの感度a1でもって
探知されることとなり、準理想ビームウエイト部16の出
力は、実際の対象の反射率より小さい値を示すのである
が、このときには、チェビシェフウエイト部21の出力の
方が準理想ビームウエイト部16の出力より小さくなるた
め、ゲート信号発生回路24はゲート信号を送出しない。
そのためゲート部25の出力は値０となる。When the target is the angular range d3 (the region where the output of the Chebyshev weight unit 21 is smaller than the output of the quasi-ideal beam weight unit 16), for example, when the target is at an angle θ1 away from the center of the directional characteristics (42 This position is detected by the sensitivity a1 of the quasi-ideal beam, and the output of the quasi-ideal beam weight section 16 shows a value smaller than the actual reflectance of the target. At this time, since the output of the Chebyshev weight unit 21 is smaller than the output of the quasi-ideal beam weight unit 16, the gate signal generation circuit 24 does not output the gate signal.
Therefore, the output of the gate unit 25 becomes 0.
【００３０】つまり角度範囲d2内に対象が位置する場合
では、準理想ビームウエイト部16の出力が、Ａ／Ｄ変換
器19を介してストレングスメモリ26に送出されることに
なり、角度範囲d3に対象が位置する場合では、感度が０
になったときと等しいデータがゲート部25から送出され
ることになる。That is, when the object is located within the angular range d2, the output of the quasi-ideal beam weight section 16 is sent to the strength memory 26 via the A / D converter 19, and the angular range d3 is reached. If the object is located, the sensitivity is 0
Therefore, the same data as when the above condition is output from the gate unit 25.
【００３１】このことは、準理想ビームの感度特性がほ
ぼ平坦となる領域d2においてのみ対象を探知する感度を
有し、その他の角度範囲d3では感度が突然に０となるこ
とを意味する。つまりその総合的な特性は、図２の33に
より示す特性の理想ビームとしての特性を示すことにな
る。This means that the object has a sensitivity for detecting an object only in the area d2 where the sensitivity characteristic of the quasi-ideal beam is substantially flat, and the sensitivity suddenly becomes 0 in the other angular range d3. That is, the overall characteristic thereof shows the characteristic as the ideal beam of the characteristic indicated by 33 in FIG.
【００３２】以上のビーム特性により検出されたデータ
はストレングスメモリ26に記憶されることとなり、この
記憶されたデータは、データ処理部27において処理が与
えられた後、準理想ビームウエイト部16の出力を表示す
る表示部29において重ね合わせ表示される。The data detected by the above beam characteristics is stored in the strength memory 26, and the stored data is processed by the data processing unit 27 and then output from the quasi-ideal beam weight unit 16. Are displayed in an overlapping manner on the display unit 29 for displaying.
【００３３】なお本発明は上記実施例に限定されず、Ａ
／Ｄ変換器19の出力およびゲート部25の出力について
は、その後の任意の処理と表示とを行う構成の場合にも
同様に適用することが可能である (ただしゲート部25に
はＡ／Ｄ変換器19の出力を与えるものとする）。The present invention is not limited to the above embodiment, and
The output of the D / D converter 19 and the output of the gate unit 25 can be similarly applied to a configuration in which arbitrary processing and display are performed thereafter (however, the gate unit 25 has an A / D converter). Shall provide the output of the converter 19).
【００３４】また送受波器11については、各々に電極が
形成された複数の電歪振動子により構成した場合につい
て説明したが、その他の構成として、１つの電歪振動子
に複数の電極を形成した送受波器の場合にも同様に適用
することが可能である。The transducer 11 has been described as being composed of a plurality of electrostrictive vibrators each having electrodes, but as another configuration, one electrostrictive vibrator is provided with a plurality of electrodes. The same can be applied to the case of the transmitter / receiver described above.
【００３５】またゲート部25については、Ａ／Ｄ変換さ
れた広ダイナミックアンプ18の出力と値０との切り換え
を行う構成とした場合について説明したが、広ダイナミ
ックアンプ18の出力とグランドレベルとの切り換えを行
うアナロクスイッチとする構成等が可能である。The gate section 25 has been described as having a configuration in which the output of the wide dynamic amplifier 18 that has been A / D converted and the value 0 is switched. However, the output of the wide dynamic amplifier 18 and the ground level are A configuration such as an analog switch for switching is possible.
【００３６】また広ダイナミックアンプ18、または広ダ
イナミックアンプ23の少なくとも一方の出力を可変と
し、準理想ビームの感度曲線とチェビシェフビームのそ
れとの関係を、図４に示すように可変とした場合には
（チェビシェフビームの感度曲線が32b から32c の間で
変化する）、理想ビームとしての感度幅を、d5からd6の
範囲で変化させることが可能となる。When the output of at least one of the wide dynamic amplifier 18 and the wide dynamic amplifier 23 is made variable and the relationship between the sensitivity curve of the quasi-ideal beam and that of the Chebyshev beam is made variable as shown in FIG. (Chebyshev beam sensitivity curve changes from 32b to 32c), the sensitivity width as an ideal beam can be changed in the range of d5 to d6.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明に係るデュアルビーム超音波探知
装置は、送波時には準理想ビーム特性の超音波を送波さ
せ、受波時には、準理想ビームウエイト部による準理想
ビーム特性の重み付けとチェビシェフウエイト部による
チェビシェフビーム特性の重み付けとを行っており、チ
ェビシェフウエイト部の出力が準理想ビームウエイト部
の出力より大きくなるときには、ゲート部から準理想ビ
ームウエイト部の出力を送出させ、その他の場合には０
近傍の値を出力させる構成としていることから、準理想
ビームの感度特性の平坦部分において探知された対象に
ついてのみそのレベルが出力され、その他の角度範囲で
は０近傍の値が送出されることになる。つまり総合した
特性が理想ビーム特性にきほめて極めて近くなるので、
得られたデータの信頼性を高めることが可能となる。The dual-beam ultrasonic detecting apparatus according to the present invention transmits ultrasonic waves having a quasi-ideal beam characteristic when transmitting, and weights the quasi-ideal beam characteristic by the quasi-ideal beam weight portion and Chebyshev when receiving. The weighting is used to weight the Chebyshev beam characteristics, and when the output of the Chebyshev weight unit becomes larger than the output of the quasi-ideal beam weight unit, the output of the quasi-ideal beam weight unit is sent from the gate unit, and in other cases Is 0
Since the configuration is such that a value in the vicinity is output, that level is output only for the object detected in the flat portion of the sensitivity characteristic of the quasi-ideal beam, and a value in the vicinity of 0 is transmitted in other angular ranges. .. In other words, the combined characteristics are very close to the ideal beam characteristics, so
The reliability of the obtained data can be improved.
【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
線図である。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例が形成するビーム形状を示す
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a beam shape formed by an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例のビームの広がりを極座標に
より示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the spread of a beam according to an embodiment of the present invention in polar coordinates.
【図４】準理想ビームの感度曲線とチェビシェフビーム
のそれとの関係を可変としたときの様子を示す説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where the relationship between the sensitivity curve of a quasi-ideal beam and that of a Chebyshev beam is variable.
【図５】従来技術である準理想ビームの特性を示す説明
図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing characteristics of a quasi-ideal beam which is a conventional technique.
【符号の説明】 11 送受波器 13 準理想ビームウエイト部 14 駆動信号源 16 準理想ビームウエイト部 21 チェビシェフウエイト部 25 ゲート部 31、31a 準理想ビーム 32、31a 、31b 、31c チェビシェフビーム[Explanation of symbols] 11 Transducer 13 Quasi-ideal beam weight section 14 Drive signal source 16 Quasi-ideal beam weight section 21 Chebyshev weight section 25 Gate section 31, 31a Quasi-ideal beam 32, 31a, 31b, 31c Chebyshev beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶原 厚 西宮市芦原町９番52号 古野電気株式会社 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Kajiwara 9-52 Ashihara-cho, Nishinomiya-shi Furuno Electric Co., Ltd.
Claims (1)
なる送受波器、または各々に電極が形成された複数の電
歪振動子からなる送受波器を備え、この送受波器を駆動
する駆動信号源と前記電極との間に、前記送受波器より
送波されるビーム形状が準理想ビームとなる重み付けを
行う準理想ビームウエイト部が挿入された超音波探知装
置において、 前記電極の出力が導かれ、受波特性が準理想ビームとな
る重み付けを行う準理想ビームウエイト部と、 前記電極の出力が導かれ、受波特性がチェビシェフビー
ムとなる重み付けを行うチェビシェフウエイト部と、 このチェビシェフウエイト部の出力が前記準理想ビーム
ウエイト部の出力より大きいときには前記準理想ビーム
ウエイト部の出力を送出し、その他のときには出力を０
近傍のレベルとするゲート部とを備えたことを特徴とす
るデュアルビーム超音波探知装置。1. A transducer comprising a electrostrictive oscillator having a plurality of electrodes formed thereon, or a transducer comprising a plurality of electrostrictive oscillators having electrodes formed on each of the transducers, and the transducer is driven. In the ultrasonic detection device in which a quasi-ideal beam weight part for performing weighting so that the beam shape transmitted from the transducer is a quasi-ideal beam is inserted between the driving signal source and the electrode, An output is guided, and a quasi-ideal beam weight unit that performs weighting so that the reception characteristic is a quasi-ideal beam, and a Chebyshev weight unit that performs output weighting where the output of the electrode is guided and the reception characteristic is a Chebyshev beam, When the output of the Chebyshev weight unit is larger than the output of the quasi-ideal beam weight unit, the output of the quasi-ideal beam weight unit is sent, and in other cases, the output is 0.
A dual-beam ultrasonic detection device, comprising: a gate part having a level close to it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3246777A JP3000554B2 (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Dual beam ultrasonic detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3246777A JP3000554B2 (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Dual beam ultrasonic detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560858A true JPH0560858A (en) | 1993-03-12 |
| JP3000554B2 JP3000554B2 (en) | 2000-01-17 |
Family
ID=17153508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3246777A Expired - Fee Related JP3000554B2 (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Dual beam ultrasonic detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3000554B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113647977A (en) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 重庆大学 | Composite window apodization ultrasonic beam forming method based on Chebyshev polynomial |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3246777A patent/JP3000554B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113647977A (en) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 重庆大学 | Composite window apodization ultrasonic beam forming method based on Chebyshev polynomial |
| CN113647977B (en) * | 2021-08-18 | 2023-10-10 | 重庆大学 | Composite window apodization ultrasonic beam forming method based on Chebyshev polynomial |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3000554B2 (en) | 2000-01-17 |
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