JPH09506974A - 選択した距離から伝搬された超音波を探知する装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 探知を望む場所以外からの漏れ信号を区別・無視する超音波漏れ探知装置。伝搬された超音波を互いに別の低周波数信号と高周波数信号に分離し、それらを処理して信号の強度比率を算出する。この強度比率と事前に選択した比率と比較することで、探知を望んだ場所以外からの漏れ信号を選択無視する。漏れの存否を可聴で、しかも可視できる装置で表示する。

Description

【発明の詳細な説明】 選択した距離から伝搬された超音波を探知する装置およびその方法 （発明の属する技術分野） 本発明は、一般には超音波源探知システム、特に、互いに別々の独自周波数ス ペクトラムを含む超音波信号を処理することで、探知を望む場所からの信号を探 知し、探知を望まない場所からの信号を無視する超音波源探知システムに関する 。 （発明の背景） 超音波信号を検出できることは、色々な場面で有益である。例えば、圧縮空気 やその他のガスを気体圧装置や産業機械に送る場合に、そのラインやホースから の漏れを探知するのに、超音波が利用されていることは普通に知られた例である 。ラインが切れたりひび割れがあると漏れが発生するが、超音波は、圧縮空気が 切れた箇所や割れ目から逃げる際に発生する。安全と節約という観点からも、欠 陥がないか圧縮空気などを連続的に監視することは不可欠なことである。 超音波分析による漏れの探知技術を理解するには、音波原理の基本的な知識が 必要である。可聴音波スペクトルの範囲は、２０Ｈｚから２０ＫＨｚである。周 波数の高い音波が超音波とされる。ある音源から出る音波は、広い範囲の周波数 を有する音波の合成音である。音波が音源から出て、伝搬させる間に減衰または 弱まるが、周波数が高い程、周波数の低い音波に較べて減衰しやすいことは、技 術上周知のことである。 漏れを探知する装置については、先行技術を用いたものが沢山開発されている 。米国特許第３、４６２、２４０には、パイプの穴から流れ出る液体が発する音 響振動を検出・増幅して漏れを探知する装置が開示されている。この装置では振 動を高周波数のものと低周波数のものに分け、一方の信号帯域における音波が他 方の帯域におけるよりも強い音波になった時に警報が出る仕組みになっている。 米国特許第５、０４０、４０９では、スプリンクラーのパイプからの漏れを探 知する方法とその装置が開示されている。この装置も、一方のある帯域で、他方 の帯域に較べて強い音波が発生した場合に警報を出すようになっている。 米国特許第４、６３５、０４２では、真空漏れに固有な狭い周波数帯域内に超 音波源を置いた装置で、圧力変換器で構成された、手で保持する型のプローブを 利用したものが開示され、約４０ＫＨｚの帯域内で最高感度を示すプローブを使 用したものと、狭い帯域外で少なくとも１つの最高感度を示すプローブを使用し たものを示している。 米国特許第４、２８９、０１９、第４、７８５、６５９、第４、８５８、４６ ２にも、パイプまたはホースの漏れを探知する装置が開示されている。 上記の装置はいずれも漏れの探知に有効で広く使用されてはいるが、別の音源 からの高レベルの干渉を受けやすく、産業環境の中で普通に存在しているガス漏 れ以外の別の音源からの超音波信号も探知して間違った警報表示をしてしまう。 さらに、超音波探知の対象となる漏れが２箇所で同時に発生した場合に、これら のすでに知られているような装置では、探知を望む場所からの漏れなのか、探知 の対象としてない場所からの漏れなのかを区別できないのである。従って、超音 波装置としては、同時発生の漏れに対して、それが探知対象内の場所からの漏れ か対象外からの漏れかを区別できること、干渉を受けることなく探知を望む場所 からの漏れだけを探知できることが望ましい。 （発明の要約） 本発明は、探知を望む場所からの超音波と探知を望まない場所からの超音波を 区別する装置と方法を提供するものである。本発明では、探知を望む場所から伝 搬された超音波だけを示す出力信号が生成される。本発明の好適な実施例では、 探知を望む場所からの超音波を探知する本発明の装置は、互いに別々の固有の周 波数を検出する高周波数超音波ディテクタおよび低周波数超音波ディテクタと、 正規化された低周波数・高周波数を有する強度信号間の比率と、予め選択された 比率と連続的に比較することで、選択した範囲内の信号の強度を捉え、範囲外の 信号を区別・無視する振幅信号を発生させるレシオ・ディテクタと、周波数信号 と振幅信号を処理して、干渉のない超音波として漏れ探知を示すことのできる出 力信号を生成する信号プロセサから成っている。 本発明の目的は、使用範囲と探知距離の範囲を広くするために、ユーザ側で探 知ゾーンの規模を選択して変えることのできる調整可能レシオディテクタを装着 したシステムを提供することである。 本発明のもうひとつの目的は、数値ディスプレイが装着されたシステムで、そ のスケールが、探知を望まない場所からの漏れ超音波による干渉を取り除いた入 射超音波の強度と直接に連動するようになっている探知装置を提供することであ る。 本発明のさらに別の目的は、ユーザが、干渉のない超音波信号の形で、信号強 度と周波数変動が示された超音波を耳で聞くことのできる可聴出力装置が装着さ れたシステムを提供することである。 （図面の詳しい説明） 本発明の好適な実施例を示した図面を参照しながら、詳しく説明することで、 本発明の目的、特徴、長所がさらに明確になるであろう。 （図１） 本発明にかかる超音波探知装置の概略図である。 （図２） 上記装置のレシオディテクタ部分の概略図である。 （図３） 図２のレシオディテクタのプロセスを示した流れ図である。 （実施例の説明） 本発明は探知を望む場所以外からの超音波検出漏れを無視する超音波源探知装 置である。本発明は、超音波検出の効果を顕著に改善する目的で、周波数の高い 音波は周波数の低い音波よりも速い速度で減衰するという原理を応用している。 ある距離での高周波数の音波の減衰量とその同じ距離での低周波の音波の減衰量 を比較して予測可能減衰率を導いている。 高周波数の音波が速く減衰するので、超音波もある音源からより遠くに伝達さ れるにつれて、その減衰率は減少する。１．５２４ｍ(5feet)の距離での圧縮空 気漏れを示す超音波の減衰率は、３０．４８ｍ(20feet)の距離での減衰率よりも 大きい。１．５２ｍの距離での高周波数の音波は、対応する低周波数の音波との 関係では、３０．４８ｍの距離での減衰の度合いに較べてより小さい。 図１は、本発明にかかる超音波探知装置の概略図である。装置１０は、２個の ディテクタから成り、互いに別々の独自周波数の音波を探知する。低周波数超音 波ディテクタ１５は、低周波数スペクトル（例えば、３０−４０ｋＨｚ）の超音 波をモニターし低周波数信号３０を発生させ、高周波数超音波ディテクタ１６は 、高周波数スペクトル（例えば、４０−５０ｋＨｚ）の超音波をモニターし高周 波数信号３１を発生させる。好適な実施例のディテクタ１５とディテクタ１６は 、圧電変換器で構成されている。 下記に詳しく説明しているように、低周波数帯域用の信号プロセス装置１７は 、低周波数信号３０を連続的に処理し、対応する強さの信号２０と増幅された周 波数信号２０を発生させ、これは、超音波源で発生した低周波数超音波信号と対 応している。高周波数帯域用の信号プロセス装置１８は、高周波数信号を連続的 に処理し、対応する強さの信号２２と増幅された周波数信号２１と発生させ、こ れは超音波源で発生した高周波数超音波に対応している。これらの処理装置とい して、個別の周波数信号３０、３１が入る演算増幅器を使用してもよい。各演算 増幅器の出力は、対応する正規化した低周波数強度信号２０と高周波数強度信号 ２２を発生させるためのもので、計数装置（図示していない）に直列で接続する 。各演算増幅器からの出力信号は電圧・周波数変換器（図示していない）に入力 され、その結果、増幅された周波数信号１９、２１がそれぞれ生成される。強度 信号２０、２２はレシオ・ディテクタ２３に入り、増幅した周波数信号１９、２ １は、信号プロセサー２６にそれぞれ入る。プロセス装置１７に、入射超音波源 の電圧を基準として増幅利得を自動的に調整する帰還ループを組み込んでもよい 。増幅器の利得は常に高くて一定であることが好ましい。 レシオ・ディテクタ２３は、正規化された高周波数信号強度２２を低周波数信 号強度２０で除算することによって信号強度比率を算出し、さらに、そのように して得られた強度比率を、ある距離における低周波数信号と高周波数信号の予想 減衰率と対応する選択強度比率と比較する。探知選択距離は、装置１０の外部表 面に取り付けたスイッチのようなレンジセレクタ３２により選択できる。このレ ンジセレクタが、探知を望む範囲を示すレンジ信号２５を発生させる。このレン ジセレクタ３２を、レシオ・ディテクタ２３と接続された付属型キーボードの形 にしてもよい。レシオ・ディテクタ２３は、選択して探知したい範囲での漏れだ けを示す振幅信号２４を発生させ、その信号は、下記に詳しく述べるような強度 比率の比較を基礎にして生成された信号である。探知したいと望む場所に漏れが ある場合には、信号プロセサ２６が、干渉のない探知超音波の強度を表す出力３ ３を発生させる。図１に示したように、出力３３は、数値ディスプレイ３４に伝 送される。この数値ディスプレイ３４は、従来型の設計のもので、繰り返しスケ ールが付いており、このスケールは、探知を望まない場所での漏れ超音波から干 渉を取り除いた入射超音波の強度と正比例して作動するようになっている。信号 プロセサ２６は、超音波の周波数を可聴範囲まで減少させ、第２の出力２７を発 生させるが、この出力は、入射超音波源との関係で、周波数と強度により変動す る可聴信号音である。この可聴音出力２７は、従来型のスピーカ２８またはヘッ ドホーン２９に入る。 図２は、レシオ・ディテクタの構成図である。このレシオ・ディレクタはマイ クロプロセサ５０で構成され、メモリ５２からのデータの検索、インターアリア (inter alia)を行い、検索されたデータを入力された比率と比較をする。マイク ロプロセサ５０は、メモリ５２とアナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５６、 ５８に接続する。このアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５６、５８は、 入力されたアナログ信号２０、２２をデジタル信号６０、６２にそれぞれ変換す る。このマイクロプロセサ５０は、その入力として、選択された範囲の信号２５ を受け取る。リード線５４でマイクロプロセサ５０とメモリ５２を連結させる。 リード線６０、６２は、マイクロプロセサ５０を低周波Ａ／Ｄコンバータ６０と 高周波コンバータ６２にそれぞれ連結させる。メモリ５２は、従来型のプログラ ム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）で構成されている。図２で示したように、このマイク ロプロセサ５０は、出力として、振幅信号２４を発生させるが、この出力が、探 知対象場所から発生した超音波の強度を示している。図３は、図２で示したレシ オディテクタ２３で採用されているプロセスシーケンスである。ステップ１０２ においては、コンバータ６０、６２が、アナログ強度信号をデジタル信号に変え 、マイクロプロセサ５０の入力として使えるようにする。其の後、マイクロプロ セサ５０は、それらの信号を処理して、高周波数強度信号２２を低周波数強度信 号２０で除算することで強度比率を算出する。ステップ１０６において、マイク ロ プロセサ５０は、探知範囲に対応する選択された範囲の信号２５を基礎にして、 メモリ５２に保存された選択比率を検索する。このように、１．５２４ｍ(5feet )の範囲が選択された場合には、その選択比率は、３０．４８ｍ(20feet)の範囲 の場合の比率とは違うものになる。メモリ５２に保存された比率は、探知プロセ スの前段階で入力され、制御試験を経て確定される。従って、この比率を基礎に して計算すれば、探知場所の特定は完全にユーザ側で特定できることになる。 ステップ１０８において、マイクロプロセサ５０は、強度比率を、予め選択さ れた比率と比較する。もし強度比率が、予め選択した比率よりも大きいか等しい 場合には、その探知された超音波信号は、減衰のレベルから判断して、選択対象 範囲内の場所からの超音波信号であるであることが分かるのである。ステップ１ ０９では、レシオ・ディテクタ２３から振幅信号２４が発生するが、この振幅信 号は探知された超音波信号の強度を示している。それ故、振幅信号２４の振幅は 、高周波強度信号２０かまたは低周波信号２２のいずれかに正比例しており、こ の両信号は、レシオディテクタ２３の入力となる。この振幅信号２４は、其の後 、選択されたディスプレイ装置上に表示される。強度比率が、予め選択した比率 より小さい場合には、このプロセスがさらに続行される。ステップ１１０におい て、この強度比率が、選択した比率からある特定のパーセント（好適な実施例で は１０％）を引いた率よりも大きいか、または、等しいということは、別の場所 からの干渉またはノイズが入っているということを示しており、ステップ１１２ において、強度信号２０または２２が、その比例する差だけ減少して、選択され た比率に対応する振幅信号２４を発生させることになる。これは、干渉の原因と なっている探知対象外のノイズまたはその他の信号源を減少させることになる。 ステップ１１０において、もし強度比率が選択した比率からある特定のパーセン トを引いた率より小さい場合には、超音波が探知対象外の音源からだけ発生して いることであり、高レベルの減衰によるものである。ステップ１１４において、 振幅信号がゼロとなり対象探知場所には漏れがないことを示す。 上記の説明は、単に発明の原理を示したものである。従って、ここでは明確に は示していないし説明もしてないけれども、当業者が、この発明の精神と範囲を 逸脱することなく、本発明の原理を多様なシステムや方法で実施できるものであ る。 例えば、当業者は、ディテクタ１５、１６の代わりに、別のディテクタを使用 することも可能である。この装置では、高周波数超音波を低周波数超音波から分 離するのに従来型の高周波数・低周波数用の帯域フィルタを使用している。同様 に、信号プロセス装置１７と１８を、一つに統合して、追加の入力、出力ができ るようにして、高周波数と低周波数の超音波信号の両方を処理することもできる 。別の方法として、信号プロセス装置１７、１８を、デジタル信号でレシオ・デ ィテクタ２３内で処理する方法も可能である。こうすることで、従来型のデジタ ル信号処理技術を使用して、周波数信号３０、３１がＡ／Ｄ変換器５６、５８を 通過した後に、これらの信号をデジタル的に変調させることも可能となる。これ は、部品の不具合を最小にするという意味で有益である。 最後に、本発明は、個別の機能ブロックにより種々のシステム機能が実行でき るような形で説明し開示している。これらの機能のうちの一つまたはそれ以上は 、適当にプログラムしたマイクロプロセサ、マイクロコードチップなどで代替が 可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年９月２２日 【補正内容】 請求の範囲 １．超音波を検出し、選択された低周波数の上記超音波に応答する第１入力信号 を発生させ、選択された高周波数の上記超音波に応答する第２の入力信号（ここ では、この選択された低周波数と高周波数は互いに別々の独自のもの）を発生さ せる手段と、 上記第１入力信号の周波数を示している第１周波数信号と上記第１入力信号 の強度を示している第１強度信号を発生させるために上記第１入力信号を処理し 、 上記第２入力信号の周波数を示している第２周波数信号と上記第２入力信号の 強度を示している第２強度信号を発生させるために上記第２入力信号を処理する 手段と、 上記第１と第２の強度信号を連続的に比較し、第１と第２の強度信号の強度 比率を示している第３信号を発生させる手段と、 探知を望む距離にある音源から伝搬された超音波だけが表示される、その探 知装置からの距離を選択する手段と、 上記装置からの選択された距離にある音源から伝搬される低周波数と高周波 数の超音波に対応する予想強度比率を示す第４信号を発生させる手段と、 上記第３信号と第４信号を連続的に比較して、上記第１と第２の強度信号の 強度比率との間に予め決められた関係が存在し、上記予想強度比率が存在する時 に、上記第１および第２の強度信号のうちの少なくとも一つの強度を示している 第５の信号を処理する手段と、 出力を生成するために、上記第１と第２の周波数信号と上記第５信号のうち の少なくとも一つを処理する手段と、 上記装置からの望ましい距離内から干渉なしに伝搬された上記第１、第２入 力信号の少なくとも一つを示す出力を発生させるために、上記出力に応答して表 示する手段からなる超音波探知装置。 ２．上記探知手段が、上記第１入力信号を発生させるための低周波数超音波探知 手段および上記第２入力信号を発生させるための高周波数超音波探知手段から 成る請求項１に記載の装置。 ３．上記処理手段が、上記第１入力信号を処理するための低周波数超音波処理手 段および上記第２入力信号を処理するための高周波数超音波処理手段から成る請 求項１に記載の装置。 ４．上記表示手段が、可視インディケータおよび可聴インディケータのうちの少 なくともその一つから成る請求項１に記載の装置。 ５．上記第４信号発生手段が、上記予想強度比率の少なくとも一つを保存する手 段と、上記選定手段により選択された距離に対応する予想強度比率のうちのひと つにアクセスする手段から成る請求項１に記載の装置。 ６．上記保存手段が、プログラム可能ＰＲＯＭチップで構成される請求項５に記 載の装置。 ７．上記第５信号が上記第１、第２強度信号の平均を示している請求項５に記載 の装置。 ８．上記表示手段が、上記第１と第２の周波数信号の平均と上記第１、第２強度 信号の平均を示す出力を生成するものである請求項１に記載の装置。 ９．上記第１、第２強度信号の上記強度比率が上記予想強度比率より大きいかま たは等しい時、上記第５信号が、上記第１および第２強度信号の少なくとも一つ に直接に関連している請求項１に記載の装置。 10．上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が予想強度比率より小さく、かつ 上記予想強度比率からある選択したパーセントを引いた比率より大きいか等し い時、上記第５の信号の振幅が上記第１、第２強度信号のうちの少なくとも一つ に比例的に大きくなる請求項１０に記載の装置。 11．上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が、上記予想強度比率からある選 択したパーセントを引いた比率より小さい時、上記第５信号の振幅がゼロおよび 出力信号が生成されない請求項１に記載の装置。 12．超音波を検出し、選択された低周波数の上記超音波に応答して生成された第 １入力信号を発生させ、さらに、選択された高周波数の上記超音波に応答して生 成された第２入力信号（ここでは、この選択された低周波数超音波と高周波数超 音波は互いに別々の独自のもの）を発生させるステップと、 上記第１入力信号の周波数を示している第１周波数信号と上記第１入力信号 の強度を示している第１強度信号を発生させるために上記第１入力信号を処理し 、 上記第２入力信号の周波数を示している第２周波数信号と上記第２入力信号の 強度を示している第２強度信号を発生させるために上記第２入力信号を処理する ステップと、 上記第１と第２の強度信号を連続的に比較し、第１と第２の強度信号の強度 比率を示している第３信号を発生させるステップと、 上記超音波を検出し、その装置からの選択された距離内の音源から伝搬され る超音波だけが表示される装置からの距離を選択するステップと、 超音波の探知点から距離か選択された位置にある音源から伝搬された低周波 数と高周波数の超音波に対応する予想強度比率を示す第４信号を発生するステッ プと、 上記第３信号と第４信号を連続的に比較して、上記第１と第２の強度信号の 強度比率と上記予想比率信号との間に予め決められた関係が存在する時に、上記 第１および第２の強度信号のうちの少なくとも一つの強度を示している第５の信 号を処理するステップと、 出力を出すために、上記第１と第２の周波数信号と上記第５信号を処理する ステップと、 上記選択された距離内に位置する音源から伝搬された上記第１第２の入力信 号のうちの少なくともひとつを示している上記出力信号に応答する出力を生成す るステップから成る超音波探知装置。 13．上記第１、第２強度信号の上記強度比率が上記予想強度比率より大きいかま たは等しい時、上記第５信号が、上記第１および第２強度信号の少なくとも一つ に直接に関連している請求項１３に記載の方法。 14．上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が予想強度比率より小さく、かつ 上記予想強度比率からある選択したパーセントを引いた比率より大きいか等しい 時、上記第５の信号の振幅が上記第１、第２強度信号のうちの少なくとも一つに 比例的に大きくなる請求項１４に記載の方法。 15．上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が、上記予想強度比率からある選 択したパーセントを引いた比率より小さい時、上記第５信号の振幅がゼロおよび 出力信号が生成されない請求項１５に記載の方法。 16．上記第５信号が上記第１、第２強度信号の平均を示している請求項１３に記 載の方法。 17．超音波を検出し、選択された低周波数の上記超音波に応答する第１入力信号 を発生させ、選択された高周波数の上記超音波に応答する第２の入力信号（ここ では、この選択された低周波数超音波と高周波数超音波は互いに別々の独自のも の）を発生させる手段と、 上記第１入力信号の強度を示している第１強度信号を発生させるために上記 第１入力信号を処理し、上記第２入力信号の強度を示している第２強度信号を発 生させるために上記第２入力信号を処理する手段と、 上記第１と第２の強度信号を連続的に比較し、第１と第２の強度信号の強度 比率を示している第３信号を発生させる手段と、 超音波の音源が上記の距離にない音源を除外していることを示す探知装置か らの距離を選択する手段と、 上記装置からの選択された距離にある音源から伝搬される低周波数と高周波 数の超音波に対応する予想強度比率を示す第４信号を発生させる手段と、 上記第３信号と第４信号を連続的に比較して、上記第１と第２の強度信号の 強度比率との間に予め決められた関係が存在し、上記予想強度比率が存在する時 に、上記第１および第２の強度信号のうちの少なくとも一つの強度を示している 第５の信号を生成する手段と、 上記装置からの望ましい距離内から干渉なしに伝搬された上記第１、第２入 力信号の少なくとも一つを示す出力を発生させるために、上記出力に応答して表 示する手段からなる超音波探知装置。 18．高周波数成分と低周波数成分を有する超音波を検出するステップと、 高周波数成分と低周波数成分の強度を選択的に定量するステップと、 高周波数の超音波の強度の低周波数の超音波の強度に対する第１比率を算出 するステップと、 予め設定された上記距離における予想強度を示す第２の比率を算出するステ ップと、 上記第１比率と第２比率を連続的に比較し、上記第１比率と第２比率との間 に予め設定された関係が存在する時、予め設定された距離内の超音波の検出を示 す出力を生成するステップから成る、予め設定した距離内から発生する超音波を 特定する方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年５月１６日 【補正内容】 ３４条補正（１９９６年５月１６日提出）の内容： ３４条の規定にしたがい、出願人は上記出願の請求の範囲を以下のように補正 する。（差替え頁１０−１７を添付する。） 請求の範囲第１項 ２３行［１９条補正翻訳文（以下同じ）の１３行］ 「距離を」の後に「可変的に」を挿入する。 ２６行［１２行］ 「探知を望む距離」を「選択された距離内」に訂正する。 請求の範囲第１０項 １行［４行］ 「１０」を「９」に訂正する。 請求の範囲第１１項 １行［３行］ 「１１」を「１０」に訂正する。 請求の範囲第１２項 ２３行［１３行］ 「距離を」の後に「可変的に」を挿入する。 ３２行［１４行］ 「ｔｈｅ」を「ａ」に訂正する。［翻訳分では訂正なし］ 請求の範囲第１３項 １行［３行］ 「１３」を「１２」に訂正する。 請求の範囲第１４項 １行［４行］ 「１４」を「１３」に訂正する。 請求の範囲第１５項 １行［３行］ 「１５」を「１４」に訂正する。 請求の範囲第１６項 １行［２行］ 「１３」を「１２」に訂正する。 請求の範囲第１７項 １９行［１１行］ 「距離を」の後に「可変的に」を挿入する。 ３２行［１５行］ 「比率との間に予め決められた関係が存在し、上記予想強度比率が存在 」を「比率と上記予想強度比率の間に予め決められた関係が存在」に訂正する。 請求の範囲第１８項 全文を以下のように訂正する。 １８．高周波数成分と低周波数成分を有する超音波を検出するステップと、 高周波数成分と低周波数成分の強度を選択的に定量するステップと、 前記高周波数成分の強度の前記低周波数成分の強度に対する第１比率を算出 するステップと、 可変的に選択され予め設定された上記距離における予想強度を示す第２の比 率を算出するステップと、 上記第１比率と第２比率を連続的に比較し、上記第１比率と第２比率との間 に予め設定された関係が存在する時、可変的に選択され予め設定された距離内の 超音波の検出を示す出力を生成するステップから成る、可変的に選択され予め設 定した距離内から発生する超音波を特定する方法。 【手続補正書】 【提出日】１９９６年１２月１２日 【補正内容】 (1) 明細書全文を添付の通り訂正する。 (2) 請求の範囲を添付の通り訂正する。 (3) 第１図および第３図を添付のものと差し替える。 明細書 選択した距離から伝搬された超音波を探知する装置およびその方法 （発明の属する技術分野） 本発明は、一般には超音波源探知システム、特に、互いに別々の独自周波数ス ペクトラムを含む超音波信号を処理することで、探知を望む場所からの信号を探 知し、探知を望まない場所からの信号を無視する超音波源探知システムに関する 。 （発明の背景） 超音波信号を検出できることは、色々な場面で有益である。例えば、圧縮空気 やその他のガスを気体圧装置や産業機械に送る場合に、そのラインやホースから の漏れを探知するのに、超音波が利用されていることは普通に知られた例である 。ラインが切れたりひび割れがあると漏れが発生するが、超音波は、圧縮空気が 切れた箇所や割れ目から逃げる際に発生する。安全と節約という観点からも、欠 陥がないか圧縮空気などを連続的に監視することは不可欠なことである。 超音波分析による漏れの探知技術を理解するには、音波原理の基本的な知識が 必要である。可聴音波スペクトルの範囲は、２０Ｈｚから２０ＫＨｚである。周 波数の高い音波が超音波とされる。ある音源から出る音波は、広い範囲の周波数 を有する音波の合成音である。音波が音源から出て、伝搬させる間に減衰または 弱まるが、周波数が高い程、周波数の低い音波に較べて減衰しやすいことは、技 術上周知のことである。 漏れを探知する装置については、先行技術を用いたものが沢山開発されている 。米国特許第３、４６２、２４０には、パイプの穴から流れ出る液体が発する音 響振動を検出・増幅して漏れを探知する装置が開示されている。この装置では振 動を高周波数のものと低周波数のものに分け、一方の信号帯域における音波が他 方の帯域におけるよりも強い音波になった時に警報が出る仕組みになっている。 米国特許第５、０４０、４０９では、スプリンクラーのパイプからの漏れを探 知する方法とその装置が開示されている。この装置も、一方のある帯域で、他方 の帯域に較べて強い音波が発生した場合に警報を出すようになっている。 米国特許第４、６３５、０４２では、真空漏れに固有な狭い周波数帯域内に超 音波源を置いた装置で、圧力変換器で構成された、手で保持する型のプローブを 利用したものが開示され、約４０ＫＨｚの帯域内で最高感度を示すプローブを使 用したものと、狭い帯域外で少なくとも１つの最高感度を示すプローブを使用し たものを示している。 米国特許第４、２８９、０１９、第４、７８５、６５９、第４、８５８、４６ ２にも、パイプまたはホースの漏れを探知する装置が開示されている。 上記の装置はいずれも漏れの探知に有効で広く使用されてはいるが、別の音源 からの高レベルの干渉を受けやすく、産業環境の中で普通に存在しているガス漏 れ以外の別の音源からの超音波信号も探知して間違った警報表示をしてしまう。 さらに、超音波探知の対象となる漏れが２筒所で同時に発生した場合に、これら のすでに知られているような装置では、探知を望む場所からの漏れなのか、探知 の対象としてない場所からの漏れなのかを区別できないのである。従って、超音 波装置としては、同時発生の漏れに対して、それが探知対象内の場所からの漏れ か対象外からの漏れかを区別できること、干渉を受けることなく探知を望む場所 からの漏れだけを探知できることが望ましい。 （発明の要約） 本発明は、探知を望む場所からの超音波と探知を望まない場所からの超音波を 区別する装置と方法を提供するものである。本発明では、探知を望む場所から伝 搬された超音波だけを示す出力信号が生成される。本発明の好適な実施例では、 探知を望む場所からの超音波を探知する本発明の装置は、互いに別々の固有の周 波数を検出する高周波数超音波ディテクタおよび低周波数超音波ディテクタと、 正規化された低周波数・高周波数を有する強度信号間の比率と、予め選択された 比率と連続的に比較することで、選択した範囲内の信号の強度を捉え、範囲外の 信号を区別・無視する振幅信号を発生させるレシオ・ディテクタと、周波数信号 と振幅信号を処理して、干渉のない超音波として漏れ探知を示すことのできる出 力信号を生成する信号プロセサから成っている。 本発明の目的は、使用範囲と探知距離の範囲を広くするために、ユーザ側で探 知ゾーンの規模を選択して変えることのできる調整可能レシオディテクタを装着 したシステムを提供することである。 本発明のもうひとつの目的は、数値ディスプレイが装着されたシステムで、そ のスケールが、探知を望まない場所からの漏れ超音波による干渉を取り除いた入 射超音波の強度と直接に連動するようになっている探知装置を提供することであ る。 本発明のさらに別の目的は、ユーザが、干渉のない超音波信号の形で、信号強 度と周波数変動が示された超音波を耳で聞くことのできる可聴出力装置が装着さ れたシステムを提供することである。 （図面の詳しい説明） 本発明の好適な実施例を示した図面を参照しながら、詳しく説明することで、 本発明の目的、特徴、長所がさらに明確になるであろう。 （図１） 本発明にかかる超音波探知装置の概略図である。 （図２） 上記装置のレシオディテクタ部分の概略図である。 （図３） 図２のレシオディテクタのプロセスを示した流れ図である。 （実施例の説明） 本発明は探知を望む場所以外からの超音波検出漏れを無視する超音波源探知装 置である。本発明は、超音波検出の効果を顕著に改善する目的で、周波数の高い 音波は周波数の低い音波よりも速い速度で減衰するという原理を応用している。 ある距離での高周波数の音波の減衰量とその同じ距離での低周波の音波の減衰量 を比較して予測可能減衰率を導いている。 高周波数の音波が速く減衰するので、超音波もある音源からより遠くに伝達さ れるにつれて、その減衰率は減少する。１．５２４ｍ(5feet)の距離での圧縮空 気漏れを示す超音波の減衰率は、７．６２ｍ(25feet)の距離での減衰率よりも大 きい。１．５２ｍの距離での高周波数の音波は、対応する低周波数の音波との関 係では、７．６２ｍの距離での減衰の度合いに較べてより小さい。 図１は、本発明にかかる超音波探知装置の概略図である。装置１０は、２個の ディテクタから成り、互いに別々の独自周波数の音波を探知する。低周波数超音 波ディテクタ１５は、低周波数スペクトル（例えば、３０−４０ｋＨｚ）の超音 波をモニターし低周波数信号３０を発生させ、高周波数超音波ディテクタ１６は 、高周波数スペクトル（例えば、４０−５０ｋＨｚ）の超音波をモニターし高周 波数信号３１を発生させる。好適な実施例のディテクタ１５とディテクタ１６は 、圧電変換器で構成されている。 下記に詳しく説明しているように、低周波数帯域用の信号プロセス装置１７は 、低周波数信号３０を連続的に処理し、対応する強さの信号２０と増幅された周 波数信号１９を発生させ、これは、超音波源で発生した低周波数超音波信号と対 応している。高周波数帯域用の信号プロセス装置１８は、高周波数信号を連続的 に処理し、対応する強さの信号２２と増幅された周波数信号２１と発生させ、こ れは超音波源で発生した高周波数超音波に対応している。これらの処理装置とし て 、個別の周波数信号３０、３１が入る演算増幅器を使用してもよい。各演算増 幅器の出力は、対応する正規化した低周波数強度信号２０と高周波数強度信号２ ２を発生させるためのもので、計数装置（図示していない）に直列で接続する。 各演算増幅器からの出力信号は電圧・周波数変換器（図示していない）に入力さ れ、その結果、増幅された周波数信号１９、２１がそれぞれ生成される。強度信 号２０、２２はレシオ・ディテクタ２３に入り、増幅した周波数信号１９、２１ は、信号プロセサー２６にそれぞれ入る。プロセス装置１７に、入射超音波源の 電圧を基準として増幅利得を自動的に調整する帰還ループを組み込んでもよい。 増幅器の利得は常に高くて一定であることが好ましい。 レシオ・ディテクタ２３は、正規化された高周波数信号強度２２を低周波数信 号強度２０で除算することによって信号強度比率を算出し、さらに、そのように して得られた強度比率を、ある距離における低周波数信号と高周波数信号の予想 減衰率と対応する選択強度比率と比較する。探知選択距離は、装置１０の外部表 面に取り付けたスイッチのようなレンジセレクタ３２により選択できる。このレ ンジセレクタが、探知を望む範囲を示すレンジ信号２５を発生させる。このレン ジセレクタ３２を、レシオ・ディテクタ２３と接続された付属型キーボードの形 にしてもよい。レシオ・ディテクタ２３は、選択して探知したい範囲での漏れだ けを示す振幅信号２４を発生させ、その信号は、下記に詳しく述べるような強度 比率の比較を基礎にして生成された信号である。探知したいと望む場所に漏れが ある場合には、信号プロセサ２６が、干渉のない探知超音波の強度を表す出力３ ３を発生させる。図１に示したように、出力３３は、数値ディスプレイ３４に伝 送される。この数値ディスプレイ３４は、従来型の設計のもので、繰り返しスケ ールが付いており、このスケールは、探知を望まない場所での漏れ超音波から干 渉を取り除いた入射超音波の強度と正比例して作動するようになっている。信号 プロセサ２６は、超音波の周波数を可聴範囲まで減少させ、第２の出力２７を発 生させるが、この出力は、入射超音波源との関係で、周波数と強度により変動す る可聴信号音である。この可聴音出力２７は、従来型のスピーカ２８またはヘッ ドホーン２９に入る。 図２は、レシオ・ディテクタの構成図である。このレシオ・ディレクタはマイ クロプロセサ５０で構成され、メモリ５２からのデータの検索、インターアリア (inter alia)を行い、検索されたデータを入力された比率と比較をする。マイク ロプロセサ５０は、メモリ５２とアナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５６、 ５８に接続する。このアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５６、５８は、 入力されたアナログ信号２０、２２をデジタル信号６０、６２にそれぞれ変換す る。このマイクロプロセサ５０は、その入力として、選択された範囲の信号２５ を受け取る。リード線５４でマイクロプロセサ５０とメモリ５２を連結させる。 リード線６０、６２は、マイクロプロセサ５０を低周波Ａ／Ｄコンバータ５８と 高周波コンバータ５６にそれぞれ連結させる。メモリ５２は、従来型のプログラ ム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）で構成されている。図２で示したように、このマイク ロプロセサ５０は、出力として、振幅信号２４を発生させるが、この出力が、探 知対象場所から発生した超音波の強度を示している。図３は、図２で示したレシ オディテクタ２３で採用されているプロセスシーケンスである。ステツプ１０２ においては、コンバータ５６、５８が、アナログ強度信号をデジタル信号に変え 、マイクロプロセサ５０の入力として使えるようにする。其の後、マイクロプロ セサ５０は、それらの信号を処理して、高周波数強度信号２２を低周波数強度信 号２０で除算することで強度比率を算出する。ステップ１０６において、マイク ロ プロセサ５０は、探知範囲に対応する選択された範囲の信号２５を基礎にして、 メモリ５２に保存された選択比率を検索する。このように、１．５２４ｍ(5feet )の範囲が選択された場合には、その選択比率は、７．６２ｍ(25feet)の範囲の 場合の比率とは違うものになる。メモリ５２に保存された比率は、探知プロセス の前段階で入力され、制御試験を経て確定される。従って、この比率を基礎にし て計算すれば、探知場所の特定は完全にユーザ側で特定できることになる。 ステップ１０８において、マイクロプロセサ５０は、強度比率を、予め選択さ れた比率と比較する。もし強度比率が、予め選択した比率よりも大きいか等しい 場合には、その探知された超音波信号は、減衰のレベルから判断して、選択対象 範囲内の場所からの超音波信号であるであることが分かるのである。ステップ１ ０９では、レシオ・ディテクタ２３から振幅信号２４が発生するが、この振幅信 号は探知された超音波信号の強度を示している。それ故、振幅信号２４の振幅は 、高周波強度信号２０かまたは低周波信号２２のいずれかに正比例しており、こ の両信号は、レシオディテクタ２３の入力となる。この振幅信号２４は、其の後 、選択されたディスプレイ装置上に表示される。強度比率が、予め選択した比率 より小さい場合には、このプロセスがさらに続行される。ステップ１１０におい て、この強度比率が、選択した比率からある特定のパーセント（好適な実施例で は１０％）を引いた率よりも大きいか、または、等しいということは、別の場所 からの干渉またはノイズが入っているということを示しており、ステップ１１２ において、強度信号２０または２２が、その比例する差だけ減少して、選択され た比率に対応する振幅信号２４を発生させることになる。これは、干渉の原因と なっている探知対象外のノイズまたはその他の信号源を減少させることになる。 ステップ１１０において、もし強度比率が選択した比率からある特定のパーセン トを引いた率より小さい場合には、超音波が探知対象外の音源からだけ発生して いることであり、高レベルの減衰によるものである。ステップ１１４において、 振幅信号がゼロとなり対象探知場所には漏れがないことを示す。 上記の説明は、単に発明の原理を示したものである。従って、ここでは明確に は示していないし説明もしてないけれども、当業者が、この発明の精神と範囲を 逸脱することなく、本発明の原理を多様なシステムや方法で実施できるものであ る。 例えば、当業者は、ディテクタ１５、１６の代わりに、別のディテクタを使用 することも可能である。この装置では、高周波数超音波を低周波数超音波から分 離するのに従来型の高周波数・低周波数用の帯域フィルタを使用している。同様 に、信号プロセス装置１７と１８を、一つに統合して、追加の入力、出力ができ るようにして、高周波数と低周波数の超音波信号の両方を処理することもできる 。別の方法として、信号プロセス装置１７、１８を、デジタル信号でレシオ・デ ィテクタ２３内で処理する方法も可能である。こうすることで、従来型のデジタ ル信号処理技術を使用して、周波数信号３０、３１がＡ／Ｄ変換器５６、５８を 通過した後に、これらの信号をデジタル的に変調させることも可能となる。これ は、部品の不具合を最小にするという意味で有益である。 最後に、本発明は、個別の機能ブロックにより種々のシステム機能が実行でき るような形で説明し開示している。これらの機能のうちの一つまたはそれ以上は 、適当にプログラムしたマイクロプロセサ、マイクロコードチップなどで代替が 可能である。 請求の範囲 １．超音波を検出し、選択された低周波数の上記超音波に応答する第１入力信号 を発生させ、選択された高周波数の上記超音波に応答する第２の入力信号（ここ では、この選択された低周波数と高周波数は互いに別々の独自のもの）を発生さ せる手段と、 上記第１入力信号の周波数を示している第１周波数信号と上記第１入力信号 の強度を示している第１強度信号を発生させるために上記第１入力信号を処理し 、 上記第２入力信号の周波数を示している第２周波数信号と上記第２入力信号の 強度を示している第２強度信号を発生させるために上記第２入力信号を処理する 手段と、 上記第１と第２の強度信号を連続的に比較し、第１と第２の強度信号の強度 比率を示している第３信号を発生させる手段と、 選択された距離内にある音源から伝搬された超音波だけが表示される、その 探知装置からの距離を可変的に選択する手段と、 上記装置からの選択された距離にある音源から伝搬される低周波数と高周波 数の超音波に対応する予想強度比率を示す第４信号を発生させる手段と、 上記第３信号と第４信号を連続的に比較して、上記第１と第２の強度信号の 強度比率との間に予め決められた関係が存在し、上記予想強度比率が存在する時 に、上記第１および第２の強度信号のうちの少なくとも一つの強度を示している 第５の信号を処理する手段と、 出力を生成するために、上記第１と第２の周波数信号と上記第５信号のうち の少なくとも一つを処理する手段と、 上記装置からの望ましい距離内から干渉なしに伝搬された上記第１、第２入 力信号の少なくとも一つを示す出力を発生させるために、上記出力に応答して表 示する手段からなる超音波探知装置。 ２．上記探知手段が、上記第１入力信号を発生させるための低周波数超音波探知 手段および上記第２入力信号を発生させるための高周波数超音波探知手段から成 る請求項１に記載の装置。 ３．上記処理手段が、上記第１入力信号を処理するための低周波数超音波処理手 段および上記第２入力信号を処理するための高周波数超音波処理手段から成る請 求項１に記載の装置。４． 上記第４信号発生手段が、上記予想強度比率の少なくとも一つを保存する手 段と、上記選定手段により選択された距離に対応する予想強度比率のうちのひと つにアクセスする手段から成る請求項１に記載の装置。５． 上記第１、第２強度信号の上記強度比率が上記予想強度比率より大きいかま たは等しい時、上記第５信号が、上記第１および第２強度信号の少なくとも一つ に直接に関連している請求項１に記載の装置。６． 上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が予想強度比率より小さく、かつ 上記予想強度比率からある選択したパーセントを引いた比率より大きいか等しい 時、上記第５の信号の振幅が上記第１、第２強度信号のうちの少なくとも一つに 比例的に大きくなる請求項５に記載の装置。７． 上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が、上記予想強度比率からある選 択したパーセントを引いた比率より小さい時、上記第５信号の振幅がゼロおよび 出力信号が生成されない請求項６に記載の装置。８． 超音波を検出し、選択された低周波数の上記超音波に応答して生成された第 １入力信号を発生させ、さらに、選択された高周波数の上記超音波に応答して生 成された第２入力信号（ここでは、この選択された低周波数超音波と高周波数超 音波は互いに別々の独自のもの）を発生させるステップと、 上記第１入力信号の周波数を示している第１周波数信号と上記第１入力信号 の強度を示している第１強度信号を発生させるために上記第１入力信号を処理し 、 上記第２入力信号の周波数を示している第２周波数信号と上記第２入力信号の 強度を示している第２強度信号を発生させるために上記第２入力信号を処理する ステップと、 上記第１と第２の強度信号を連続的に比較し、第１と第２の強度信号の強度 比率を示している第３信号を発生させるステップと、 上記超音波を検出し、その装置からの選択された距離内の音源から伝搬され る超音波だけが表示される装置からの距離を可変的に選択するステップと、 超音波の探知点から距離が選択された位置にある音源から伝搬された低周波 数と高周波数の超音波に対応する予想強度比率を示す第４信号を発生するステッ プと、 上記第３信号と第４信号を連続的に比較して、上記第１と第２の強度信号の 強度比率と上記予想比率信号との間に予め決められた関係が存在する時に、上記 第１および第２の強度信号のうちの少なくとも一つの強度を示している第５の信 号を処理するステップと、 出力を出すために、上記第１と第２の周波数信号と上記第５信号を処理する ステップと、 上記選択された距離内に位置する音源から伝搬された上記第１第２の入力信 号のうちの少なくともひとつを示している上記出力信号に応答する出力を生成す るステップから成る超音波探知装置。９． 上記第１、第２強度信号の上記強度比率が上記予想強度比率より大きいかま たは等しい時、上記第５信号が、上記第１および第２強度信号の少なくとも一つ に直接に関連している請求項８に記載の方法。10． 上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が予想強度比率より小さく、かつ 上記予想強度比率からある選択したパーセントを引いた比率より大きいか等しい 時、上記第５の信号の振幅が上記第１、第２強度信号のうちの少なくとも一つに 比例的に大きくなる請求項９に記載の方法。11． 上記第１、第２の強度信号の上記強度比率が、上記予想強度比率からある選 択したパーセントを引いた比率より小さい時、上記第５信号の振幅がゼロおよび 出力信号が生成されない請求項１０に記載の方法。12． 超音波を検出し、選択された低周波数の上記超音波に応答する第１入力信号 を発生させ、選択された高周波数の上記超音波に応答する第２の入力信号（ここ では、この選択された低周波数超音波と高周波数超音波は互いに別々の独自のも の）を発生させる手段と、 上記第１入力信号の強度を示している第１強度信号を発生させるために上記 第１入力信号を処理し、上記第２入力信号の強度を示している第２強度信号を発 生させるために上記第２入力信号を処理する手段と、 上記第１と第２の強度信号を連続的に比較し、第１と第２の強度信号の強度 比率を示している第３信号を発生させる手段と、 超音波の音源が上記の距離にない音源を除外していることを示す探知装置か らの距離を選択する手段と、 上記装置からの選択された距離にある音源から伝搬される低周波数と高周波 数の超音波に対応する予想強度比率を示す第４信号を発生させる手段と、 上記第３信号と第４信号を連続的に比較して、上記第１と第２の強度信号の 強度比率との間に予め決められた関係が存在し、上記予想強度比率が存在する時 に、上記第１および第２の強度信号のうちの少なくとも一つの強度を示している 第５の信号を生成する手段と、 上記装置からの望ましい距離内から干渉なしに伝搬された上記第１、第２入 力信号の少なくとも一つを示す出力を発生させるために、上記出力に応答して表 示する手段からなる超音波探知装置。13． 高周波数成分と低周波数成分を有する超音波を検出するステップと、 高周波数成分と低周波数成分の強度を選択的に定量するステップと、 前記高周波数成分の超音波の強度の前記低周波数成分の超音波の強度に対す る第１比率を算出するステップと、 可変的に選択され予め設定された上記距離における予想強度を示す第２の比 率を算出するステップと、 上記第１比率と第２比率を連続的に比較し、上記第１比率と第２比率との間 に予め設定された関係が存在する時、可変的に選択され予め設定された距離内の 超音波の検出を示す出力を生成するステップから成る、可変的に選択され予め設 定した距離内から発生する超音波を特定する方法。 【図１】 【図３】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．超音波を検出し、上記の選択された低周波数の超音波に応答する第１入力信 号を発生させ、選択された高周波数の超音波に応答する第２の入力信号を発生さ せる手段で、ここでは、上記の低周波数超音波と高周波数超音波とは互いに別々 の独自のものであり、 第１の周波数信号と、上記第１入力信号の周波数と強度を示す第１の正規化 強度信号を発生させるために、上記第１入力信号を処理し、さらに、第２の周波 数信号と、上記第２入力信号の周波数と強度を示す第２の正規化強度信号を発生 させるために、上記第２入力信号を処理する手段と、 上記第１と第２の正規化された強度信号を連続的に比較し、第１、第２の正 規化強度信号の強度比率を示す第３信号を発生させる手段と、 超音波の発生する探知したい場所と其の場所を表示する探知装置との距離を 選択する手段と、 上記の探知を望む距離にある音源から伝搬された超音波に対応する予想強度 比率を示す第４の信号を発生させる手段と、 上記第３と第４信号を連続的に比較し、上記比較信号と第１または第２の正 規化強度信号に対応する第５信号を発生させる手段と、 出力信号を発生させるために、上記第１・第２周波数信号と上記第５信号を 処理する手段と、 上記装置からの望ましい距離内から、干渉なしに伝搬された上記第１または 第２入力信号を示す出力を生成するために、上記出力に応答して表示する手段か ら成る超音波探知装置。 ２．上記探知手段が、上記第１入力信号を発生させるための低周波数超音波探知 手段および上記第２入力信号を発生させるための高周波数超音波探知手段から成 る請求項１に記載の装置。 ３．上記処理手段が、上記第１入力信号を処理するための低周波数超音波処理手 段および上記第２入力信号を処理するための高周波数超音波処理手段から成る請 求項１に記載の装置。 ４．上記表示手段が可視インディケータから成る請求項１に記載の装置。 ５．上記表示手段が可聴インディケータから成る請求項１に記載の装置。 ６．上記信号発生手段が、少なくとも上記予想強度比率のひとつを保存する手段 と、上記望ましい距離に対応する上記予想強度比率の少なくともひとつにアクセ スする手段から成る請求項１に記載の装置。 ７．上記保存手段がプログラム可能ＲＯＭから成る請求項６に記載の装置。 ８．高周波数超音波の強度の低周波数超音波の強度に対する第１強度比率を作成 するステップと、 上記の選択された距離での予想強度比率を示す第２強度比率を作成するステ ップと、 上記第１、第２強度比率を比較し、上記比較に対応する出力信号で、しかも 、上記特定距離内からの超音波を示す出力を作り出すステップから成る、特定の 距離内から発生する超音波を特定する方法。 ９．超音波を検出し、選択された低周波数の超音波からの第１入力信号と、選択 された高周波数の超音波からの第２入力信号を発生させるステップと、 上記第１入力信号の周波数を示している第１周波数信号と上記第１入力信号 の強度を示している第１正規化強度信号を発生させるため上記第１入力信号を処 理し、上記第２入力信号の周波数を示している第２周波数信号と上記第２入力信 号の強度を示している第２正規化強度信号を発生させるため上記第２入力信号を 処理するステップと、 上記第１、第２の正規化された強度信号を連続的に比較し、第１、第２の正 規化強度信号を示している強度比率を示す第３信号を発生させるステップと、 超音波が発生する探知したい場所と探知装置との距離を選択するステップと 、 上記装置からの望ましい距離にあるある音源から伝搬させる超音波に対応す る予想強度比率を示す第４の信号を発生させるステップと、 上記第３信号を上記第４信号と連続的に比較し、上記比較と上記第１または 第２強度信号に応答する第５信号を発生させるステップと、 上記第１信号と第２周波数信号および出力信号を発生させるための上記第５ 信号を処理するステップと、 上記装置の望む距離から干渉なしに伝搬された上記第１、第２入力信号を示 す上記出力信号に応答する出力を発生させるステップから成る超音波探知方法。