JPS5826283A - 自己診断機能を持つ超音波測定装置 - Google Patents
自己診断機能を持つ超音波測定装置Info
- Publication number
- JPS5826283A JPS5826283A JP56124305A JP12430581A JPS5826283A JP S5826283 A JPS5826283 A JP S5826283A JP 56124305 A JP56124305 A JP 56124305A JP 12430581 A JP12430581 A JP 12430581A JP S5826283 A JPS5826283 A JP S5826283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- period
- output
- comparator
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ζO発fIAは自己診断機*!を持つ超音波測定装置に
関する。
関する。
超音波を利用した各種の測定装置が有る。具体的には超
音波レベル計、超音波流量針、超音波厚さ針、超音波探
傷器、ソナー、水中位置測定装置岬がそれである。
音波レベル計、超音波流量針、超音波厚さ針、超音波探
傷器、ソナー、水中位置測定装置岬がそれである。
これらの超音波装置はどれもほぼ似たような構成t−持
つ。第1図にその代表的な例として超音波レベル針の構
成を示す。図中1は測定回路である。
つ。第1図にその代表的な例として超音波レベル針の構
成を示す。図中1は測定回路である。
この測定回路1は超音波送波指令信号EXCを出力し、
超音波送信回路2に与える。この指令信号により超音波
送イざ回路2は超音tHi周波数信号を発信し送#L器
3a¥C駆動する。送波器3aから放射され友超音波4
は被対象豐、例えば液面5等で反射し、受渡@abK受
波される。受波器3bでは音波4を電気傷号VCR換し
、受信回路6によってその受信信号を増幅し、受渡時点
を表わす受a信+3RECを測定回路IK与える。測定
回路1では送波指令を出力した時点から受波信号REC
を受ける筐での時間を#j定し、超音波送波器3m 、
3bの位加から液面5までの距jll!t−算出する
。
超音波送信回路2に与える。この指令信号により超音波
送イざ回路2は超音tHi周波数信号を発信し送#L器
3a¥C駆動する。送波器3aから放射され友超音波4
は被対象豐、例えば液面5等で反射し、受渡@abK受
波される。受波器3bでは音波4を電気傷号VCR換し
、受信回路6によってその受信信号を増幅し、受渡時点
を表わす受a信+3RECを測定回路IK与える。測定
回路1では送波指令を出力した時点から受波信号REC
を受ける筐での時間を#j定し、超音波送波器3m 、
3bの位加から液面5までの距jll!t−算出する
。
このように一般的な超音波装置&i創定回路1と、送信
回路2、送受波器3m 、 3bs受信回路6を具備す
る。この構成において測定回路1はマイクロコンピュー
タの応用により自己診断機能を持たせることが比軟的簡
単に実現できる。然し乍ら送信側路gFi高電圧、高電
力を扱う回路でめり、送受波器3m 、 3bは機械的
な要素であるし、また受信回路6については微小な信号
を扱うので、これらの自己診断機能を符加することがむ
ずかしかった。
回路2、送受波器3m 、 3bs受信回路6を具備す
る。この構成において測定回路1はマイクロコンピュー
タの応用により自己診断機能を持たせることが比軟的簡
単に実現できる。然し乍ら送信側路gFi高電圧、高電
力を扱う回路でめり、送受波器3m 、 3bは機械的
な要素であるし、また受信回路6については微小な信号
を扱うので、これらの自己診断機能を符加することがむ
ずかしかった。
この発明の目的は送信回路、送受波器、及び受信回路の
それヤれの故障等を検出することができる自己診断機能
を持つ超音波測定装置を提供するにある。
それヤれの故障等を検出することができる自己診断機能
を持つ超音波測定装置を提供するにある。
この発明では受信回路の利得を変化させ九場合、励振時
に発生する残wl振動の持続時間が変化すること等を判
定し、送信回路、送受波器、受信回路のそれぞれの故障
を検出できるようKしたものでめるO @2図にこの発明の一実施例を示す。第2図において第
1図と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
は省略するが、1はl1li定回路、2は送信回路、3
mは送波器、abFi受波器、6は受信回路である。受
信回路6は一般に受波信号を一定振幅の信号に増幅する
AGC回路7と、このAGC回路7の出力が基準電圧#
i9の電圧を越え九ことを検出する比較Wh8とKより
構成される。AGC回路7は可変利得増幅器7aと、こ
の増幅器7aの出力と基準電圧源7bとの偏差値を得る
偏差増幅器7cとにより構成され、可変利得増幅器71
の出力が常に一定値となるように増幅器7aの利得を制
御するように動作する。
に発生する残wl振動の持続時間が変化すること等を判
定し、送信回路、送受波器、受信回路のそれぞれの故障
を検出できるようKしたものでめるO @2図にこの発明の一実施例を示す。第2図において第
1図と対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
は省略するが、1はl1li定回路、2は送信回路、3
mは送波器、abFi受波器、6は受信回路である。受
信回路6は一般に受波信号を一定振幅の信号に増幅する
AGC回路7と、このAGC回路7の出力が基準電圧#
i9の電圧を越え九ことを検出する比較Wh8とKより
構成される。AGC回路7は可変利得増幅器7aと、こ
の増幅器7aの出力と基準電圧源7bとの偏差値を得る
偏差増幅器7cとにより構成され、可変利得増幅器71
の出力が常に一定値となるように増幅器7aの利得を制
御するように動作する。
この構成において送信回路2に測定回路1から送波指令
傷#■C(第3図A)が与えられると送波器3aは超音
波周波数で励損され、超音波4を放射する。送波器3a
と受波器3bは一般に互罠近優して設けられるため、送
波器3aと受波器3bは機械的に連結され、その結果受
波器3bK#i第3図BK示すように励振信号20とそ
の励振信号20に続いて残留信号21が漏れとして発生
する。この機械的な結合が粗で漏れが発生しない場合は
点線で示すように電気的な結合回路16を設け、自己診
断するときスイッチ17t−オンにするようにしてもよ
い。残補檄動21がゼロに戻つ九後に音波受波信号22
が受信される。第3図B K示す受波信号がAGC回路
7によシ増幅されて比M器8に供給される。AGC回路
7の出力を第3図Cに示す。この図では間単に示す丸め
受信信号のエンベロープだけを示す。比較114IO基
準電圧源9の電圧上りとすれば、比較器8では送波信号
20とこれに続く残留振動21と受波信号22を基準電
圧源9の電圧りと比較し、送波信号20と残留振動21
及び受波信号22が基準電圧源90基準電圧tを越えて
いる状態で第3図りに示すようKHmJlを出力する。
傷#■C(第3図A)が与えられると送波器3aは超音
波周波数で励損され、超音波4を放射する。送波器3a
と受波器3bは一般に互罠近優して設けられるため、送
波器3aと受波器3bは機械的に連結され、その結果受
波器3bK#i第3図BK示すように励振信号20とそ
の励振信号20に続いて残留信号21が漏れとして発生
する。この機械的な結合が粗で漏れが発生しない場合は
点線で示すように電気的な結合回路16を設け、自己診
断するときスイッチ17t−オンにするようにしてもよ
い。残補檄動21がゼロに戻つ九後に音波受波信号22
が受信される。第3図B K示す受波信号がAGC回路
7によシ増幅されて比M器8に供給される。AGC回路
7の出力を第3図Cに示す。この図では間単に示す丸め
受信信号のエンベロープだけを示す。比較114IO基
準電圧源9の電圧上りとすれば、比較器8では送波信号
20とこれに続く残留振動21と受波信号22を基準電
圧源9の電圧りと比較し、送波信号20と残留振動21
及び受波信号22が基準電圧源90基準電圧tを越えて
いる状態で第3図りに示すようKHmJlを出力する。
通常は比較器8の出力信号はゲート回路11において送
波信号2oと残留振動21の部分に和尚する信号23に
除去して測定回路IK大入力、送波指令信号EXCの例
えば立上シから受波信号22の検出時点までの時間Tx
を測定し、距離等を算出す返ようにしている。
波信号2oと残留振動21の部分に和尚する信号23に
除去して測定回路IK大入力、送波指令信号EXCの例
えば立上シから受波信号22の検出時点までの時間Tx
を測定し、距離等を算出す返ようにしている。
ここでの発明においてはこのように受信回路6の増+1
1i57&で増幅し、その増幅出力を比較器8で基準値
りと比較するようにした超音波測定amにおいて、同一
送信信号に関して比較器8から連続して出力が得られる
期間Tを変化させる手段12と、その変化状態からt!
瞳の良否を診断する手段13とを設けるものである。仁
の例では比@器8から連続して出力が得られる期間を変
化きせる手段12を可変電・庄原によって構成した場合
を示す。即ち自己診断を行なう場合にはスイッチ14を
接点14b側に倒し、可変利得増幅器71p、IJ傅制
御端子に手段12を構成する可変電圧源を接続する。こ
の手段12を構成する可変電圧源の電圧を自己診断機能
では自己診断手段13の制御により変化させることによ
り増幅器7aQ利得を変化させる。増幅器7aの利得を
変化させるとg3図EとFに示すように送波信号20に
続く残JIN振動21のレベルが変化し、これにより比
較器8から出力される信号(ここでは省略して示す)の
期間Tが変化する。第3図4Eは利得を上げ九場合を示
し、Fは利得を下げた場合を示すO このように増幅器7aの利得を変化させることにより比
較器8から得られる連続して得られる信号の期間Tを時
間測定回路15で測定し、その測定値を診断手段13に
与える。診断手段13で#i増増量器71利得変化に伴
なって信号期間Tが変化することを確眩し、装置良否を
判定する。
1i57&で増幅し、その増幅出力を比較器8で基準値
りと比較するようにした超音波測定amにおいて、同一
送信信号に関して比較器8から連続して出力が得られる
期間Tを変化させる手段12と、その変化状態からt!
瞳の良否を診断する手段13とを設けるものである。仁
の例では比@器8から連続して出力が得られる期間を変
化きせる手段12を可変電・庄原によって構成した場合
を示す。即ち自己診断を行なう場合にはスイッチ14を
接点14b側に倒し、可変利得増幅器71p、IJ傅制
御端子に手段12を構成する可変電圧源を接続する。こ
の手段12を構成する可変電圧源の電圧を自己診断機能
では自己診断手段13の制御により変化させることによ
り増幅器7aQ利得を変化させる。増幅器7aの利得を
変化させるとg3図EとFに示すように送波信号20に
続く残JIN振動21のレベルが変化し、これにより比
較器8から出力される信号(ここでは省略して示す)の
期間Tが変化する。第3図4Eは利得を上げ九場合を示
し、Fは利得を下げた場合を示すO このように増幅器7aの利得を変化させることにより比
較器8から得られる連続して得られる信号の期間Tを時
間測定回路15で測定し、その測定値を診断手段13に
与える。診断手段13で#i増増量器71利得変化に伴
なって信号期間Tが変化することを確眩し、装置良否を
判定する。
診断方法としては増幅器7aの利得をにえたとき比較6
8から出力される連続した信号の期間Tが変化すること
を確認すれば先ず増幅器7aO利得を制慎1でき、増幅
器7&が正常に働いていることが解る。更に比較a8も
正常であ゛ることも解り、受信回路6が正常であること
が解る。
8から出力される連続した信号の期間Tが変化すること
を確認すれば先ず増幅器7aO利得を制慎1でき、増幅
器7&が正常に働いていることが解る。更に比較a8も
正常であ゛ることも解り、受信回路6が正常であること
が解る。
実際に診断動作を行なうには次のようKすればよい。つ
まシ残留振動21のエンベロープV・はここでV・は送
波信号20の機幅、t・は送波信号2oの持続時間であ
る。第(1)弐に増幅器7aの利得人と信号の期間丁を
加入すると、 Lは基準電圧源90電圧値、 till、 (2)式をTKついて解くと、これより期
間TとdBで表わした増@器7畠の利得ムは比例関係に
あ夛、利得Aと期間Tが第(3)式を満足するか否かを
判定すれば受信回路6の良否を判定することができる。
まシ残留振動21のエンベロープV・はここでV・は送
波信号20の機幅、t・は送波信号2oの持続時間であ
る。第(1)弐に増幅器7aの利得人と信号の期間丁を
加入すると、 Lは基準電圧源90電圧値、 till、 (2)式をTKついて解くと、これより期
間TとdBで表わした増@器7畠の利得ムは比例関係に
あ夛、利得Aと期間Tが第(3)式を満足するか否かを
判定すれば受信回路6の良否を判定することができる。
次に送信回路2の診断方法について説明する。
送信回路20機能は送波器3aを充分な強度で励振する
ことであるから、第(1)式のvoが所定の値以上であ
れば喪であることが解る。詳細には増幅器71の利得A
と減衰、信号21の期間T4D関係は第4図に示すよう
Kなる。利得人と期間Tの関係の傾きから減衰振動21
の時定数Tが求められる。l!KA−る。t・は送信信
号20の持続時間であり、tは基準電圧であるからこれ
らは既知の値なので、これから超音波の出力振幅V・を
求めることができ送信回路2の診断を行なうことができ
る。
ことであるから、第(1)式のvoが所定の値以上であ
れば喪であることが解る。詳細には増幅器71の利得A
と減衰、信号21の期間T4D関係は第4図に示すよう
Kなる。利得人と期間Tの関係の傾きから減衰振動21
の時定数Tが求められる。l!KA−る。t・は送信信
号20の持続時間であり、tは基準電圧であるからこれ
らは既知の値なので、これから超音波の出力振幅V・を
求めることができ送信回路2の診断を行なうことができ
る。
次ビ送受波器3m、3bK関する診断方法について説明
する。送受波器3& 、 3bの故障は信号ケーブルの
wr線、磁歪又は圧電特性の劣化、送受波器の構造上の
故障(例えば接着部のはがれ等)等が考えられる。これ
らの故障は送受波器3m 、 3bの共振特性を変化さ
せる。残留振動21O時定数Tは送受波器の共Il特性
に依存している丸め、送受波器3a。
する。送受波器3& 、 3bの故障は信号ケーブルの
wr線、磁歪又は圧電特性の劣化、送受波器の構造上の
故障(例えば接着部のはがれ等)等が考えられる。これ
らの故障は送受波器3m 、 3bの共振特性を変化さ
せる。残留振動21O時定数Tは送受波器の共Il特性
に依存している丸め、送受波器3a。
3bK上述したような故障が発生すると時定数tが変化
する。よって増幅器7aの利得Aと信号21の期間Tか
ら時定数τを測定することKより送受波器3m 、 3
bの良否を判定することができる。
する。よって増幅器7aの利得Aと信号21の期間Tか
ら時定数τを測定することKより送受波器3m 、 3
bの良否を判定することができる。
上述したようKこの発明によれば増幅器7aの利得を変
化させることにより比較器8から連続的に得られる信号
O期間Tが変化することから受信同音波信号の出力振幅
V・を求めることによ)送信回路2の診薪を行なうこと
ができる。更に増幅器7aの利得Aと信号期間Tにより
減衰信号21の時定数tを求めることにより送受波器3
m 、 3bの良否をも判定することができる。またこ
の発明では送波時の残留振動の期間Tを利用して故障診
断を行なうので、超音波反射面における音波反射面の変
動或は音波伝播路での超音波の減衰による影響を受ける
ことなく自己診断を行なうことができる。
化させることにより比較器8から連続的に得られる信号
O期間Tが変化することから受信同音波信号の出力振幅
V・を求めることによ)送信回路2の診薪を行なうこと
ができる。更に増幅器7aの利得Aと信号期間Tにより
減衰信号21の時定数tを求めることにより送受波器3
m 、 3bの良否をも判定することができる。またこ
の発明では送波時の残留振動の期間Tを利用して故障診
断を行なうので、超音波反射面における音波反射面の変
動或は音波伝播路での超音波の減衰による影響を受ける
ことなく自己診断を行なうことができる。
尚上述の実施例では送波器3aと受波器3bが別個の場
合を説明したが、送波器を受波器と兼用する場合も゛こ
の発明を適用できる。
合を説明したが、送波器を受波器と兼用する場合も゛こ
の発明を適用できる。
また時間測定回路15、の動作は測定回路1で行なわせ
ることができる。I!!に測定回路IKマイクロコンビ
二一夕が含まれる場合、診断手段130機能t+のマイ
クロコンピュータに持たせても良い。
ることができる。I!!に測定回路IKマイクロコンビ
二一夕が含まれる場合、診断手段130機能t+のマイ
クロコンピュータに持たせても良い。
また測定回路IK診断手段13の機能を持たせた場合第
5図に示すように、測定回路10マイクロコンピユータ
によって可使利得増幅器7aの利得を制御しマイクロコ
ンピュータのプログラムによってAGC回路の状態と、
自己診断状態とに切換るように制御することもできる。
5図に示すように、測定回路10マイクロコンピユータ
によって可使利得増幅器7aの利得を制御しマイクロコ
ンピュータのプログラムによってAGC回路の状態と、
自己診断状態とに切換るように制御することもできる。
従ってこの場合Fil!2図に示したスイッチ14は不
用となる。
用となる。
更Kまた期間Tを変化させる手段12は@6図に示すよ
うに比較器8の基準電圧#i9の電圧を変化させる構成
とすることができる。を走比較器8を2個以上設け、そ
の各比較器に基準電圧を与える基準電圧源9の電圧を互
に真なら1−て設定することKより各比較器8から互に
異なる期間Tを得るように構成すれば上述の第(3)式
の一給が短時間に精度よ〈行なうことができる。
うに比較器8の基準電圧#i9の電圧を変化させる構成
とすることができる。を走比較器8を2個以上設け、そ
の各比較器に基準電圧を与える基準電圧源9の電圧を互
に真なら1−て設定することKより各比較器8から互に
異なる期間Tを得るように構成すれば上述の第(3)式
の一給が短時間に精度よ〈行なうことができる。
第1図は従来の超音波測定装置を説明するためのブロッ
ク図、第2図はこの発明の一実施例を示すブロック図、
第3図はその動作を説明するための波形図、第4図はこ
の発明の自己診断機能の説明に供するグラフ、第5図及
び第6図はこの発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。 1・・・#j定回路、2・・・送信回路、3&・・・送
波器、3b・・・受波器、4・・・超音波、5・・・禎
対象物、6・・・受信回路、7・・・AGCl路、8・
・・比41L器、12・・・比較器8から連続して得ら
れる偏号の期間Tを変化させる手段、13・・・自己診
断手段。 %杵出願人 株式会社 北辰電機製作所代理人 草野
車 ′71 団 欠 3 図 74 図 o InA第5図
ク図、第2図はこの発明の一実施例を示すブロック図、
第3図はその動作を説明するための波形図、第4図はこ
の発明の自己診断機能の説明に供するグラフ、第5図及
び第6図はこの発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。 1・・・#j定回路、2・・・送信回路、3&・・・送
波器、3b・・・受波器、4・・・超音波、5・・・禎
対象物、6・・・受信回路、7・・・AGCl路、8・
・・比41L器、12・・・比較器8から連続して得ら
れる偏号の期間Tを変化させる手段、13・・・自己診
断手段。 %杵出願人 株式会社 北辰電機製作所代理人 草野
車 ′71 団 欠 3 図 74 図 o InA第5図
Claims (1)
- 送信回路の出力で超音波送波器を駆動して超音波を放射
し、その超音波を瘉波器で受波し受信回路O増幅器で増
幅し、その増幅出力を比較器で基準値と比較するようK
した超音波測定装置において、同−送信信号に対し上記
比較器から連続して出力が得られる期間を変化させる手
段と、その変化状部から装置の良否を診断する手段とを
設けて成る自己診断機能を持つ超音波測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56124305A JPS5826283A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 自己診断機能を持つ超音波測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56124305A JPS5826283A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 自己診断機能を持つ超音波測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5826283A true JPS5826283A (ja) | 1983-02-16 |
JPS6367151B2 JPS6367151B2 (ja) | 1988-12-23 |
Family
ID=14882040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56124305A Granted JPS5826283A (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 自己診断機能を持つ超音波測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5826283A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60138483A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波診断装置 |
JPS61194318A (ja) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Fueroo:Kk | 超音波レベル計の適正感度設定方法 |
JPS63145982A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-18 | Tokyo Keiki Co Ltd | 自己診断機能を有する接岸支援システム |
JP2003014837A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Fujitsu Ten Ltd | レーダ装置 |
JP2010249737A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 車載電波パルスレーダ装置 |
US10571553B2 (en) | 2016-03-18 | 2020-02-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Sensor mounting state determination device and sensor mounting state determination method |
Citations (1)
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-
1981
- 1981-08-07 JP JP56124305A patent/JPS5826283A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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