KR100192637B1 - 초음파 센서의 최적 구동 주파수 탐지 장치 및 방법 - Google Patents
초음파 센서의 최적 구동 주파수 탐지 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 초음파 센서의 최적 구동 주파수를 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 초음파 센서의 구동 주파수를 변화시키는 주파수 스위퍼(1)와, 상기 주파수 스위퍼(1)로부터 센서를 구동한 주파수를 측정하는 주파수 측정기(2)와, 상기 주파수 스위퍼(1)에서 변화시키는 주파수에 따라 센서를 구동하는 센서 구동회로(3)와, 상기 초음파 센서 구동 회로(3)에 의해 센서가 구동되어 초음파를 송수신하는 초음파 센서(4)와, 상기 초음파 센서(4)를 통해 수신된 초음파 신호 중 구동 펄스 주파수만 통과시키는 대역 통과 필터(5)와, 상기 대역 통과 필터(5)를 거쳐 통과된 초음파 신호를 증폭시키는 증폭부(6)와, 상기 증폭부(6)에서 증폭된 초음파 신호를 디지털 값으로 변환시키는 아날로그/디지탈 변환기(7)와, 상기 주파수 측정기(2)로부터 센서를 구동한 주파수를 수신하고 상기 아날로그/디지탈 변환기(7)에서 변환된 초음파 신호의 디지털 값을 수신하는 컴퓨터(8)로 구성되어 초음파센서의 최적의 구동 주파수를 찾아냄으로써 센서를 이용한 장치의 신뢰도 및 측정감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 초음파 센서를 이용한 모든 분야에 있어서, 초음파 센서의 감지 능력과 밀접한 관계가 있는 최적의 구동 주파수를 탐지함으로써 센서의 감도를 향상시키고, 이에 따라 초음파 센서를 이용하는 모든 분야, 예를 들면, 거리 측정 시스템, 후방 경보 시스템(back warning system)등에 있어서 작동능력을 향상시킴과 동시에 정상 동작이 이루어지도록하여 초음파 센서를 이용한 장치의 신뢰도 및 측정 감도를 향상시킬 수 있도록 한 초음파 센서의 최적의 구동 주파수를 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 센서는 제조공정상 구동 주파수가 센서마다 일정하지 않으나, 최적의 구동 주파수로 구동시키지 않으면 센서의 감도가 떨어지는데, 종래의 초음파 센서 응용 기술은 이러한 각 센서의 최적의 구종 주파수를 무시하고 일정한 주파수로 센서를 구동함으로써 센서의 감도가 떨어져 이를 이용한 장치의 신뢰도와 측정 감도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 초음파 센서마다의 최적의 구동 주파수를 찾아냄으로써 센서의 감도를 최적의 상태로 이용하여 센서의 작동능력을 향상시킴과 동시에 정상 동작이 이루어지도록하여 센서를 이용한 장치의 신뢰도 및 측정 감도를 향상시킬 수 있도록 한 초음파 센서의 최적의 구동 주파수를 탐지하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초음파 센서의 최적 구동 주파수 탐지 방법은, 주파수 스위퍼(frequency sweeper)로 구동 주파수를 자동으로 변화시키면서 초음파 센서를 구동하여, 센서에서 들어온 신호를 아날로그 디지털 변환하여 최대값을 찾고, 주파수 측정기로 디지털 신호값이 최대값일때 센서를 구동한 주파수를 측정하여 초음파 센서의 최적 구동 주파수를 탐지함을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명에 의한 초음파 센서의 최적 구동 주파수를 탐지하는 장치의 블럭구성도.
제2도는 본 발명에 의한 초음파 센서의 최적 구동 주파수를 탐지하는 방법을 컴퓨터에서 처리하는 과정을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주파수 스위퍼 2 : 주파수 측정기
3 : 초음파 센서 구동 회로 4 : 초음파 센서
5 : 대역 통과 필터 6 : 증폭부
7 : 아날로그 / 디지털 변환기 8 : 컴퓨터
제1도는 초음파 센서의 최적 구동 주파수 탐지 장치의 블럭구성도를 도시한 것으로서, 초음파 센서의 구동 주파수를 자동으로 변화시키는 주파수 스위퍼(1)와, 상기 스위퍼(1)로부터 초음파 센서를 구동한 주파수를 측정하는 주파수 측정기(2)와, 상기 주파수 스위퍼(1)에서 변화시키는 주파수에 따라 초음파 센서를 구동하는 초음파 센서 구동 회로(3)와, 상기 초음파 센서 구동 회로(3)에 의해 초음파 센서가 구동되어 초음파를 송수신하는 초음파 센서(4)와, 상기 초음파 센서(4)를 통해 수신된 초음파 신호 중 구동 펄스 주파수만 통과시키는 대역 통과 필터(5)와, 상기 대역 통과 필터(5)를 거쳐 통과된 초음파 신호를 증폭시키는 증폭부(6)와, 상기 증폭부(6)에서 증폭된 초음파 신호를 디지털 값으로 변환시키는 아날로그/디지탈 변환기(7)와, 상기 주파수 측정기(2)로부터 센서를 구동한 주파수를 수신하고 상기 아날로그/디지탈 변환기(7)에서 변환된 초음파 신호의 디지털 값을 수신하는 컴퓨터(8)로 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명은 먼저 주파수 스위퍼(1)로 초음파 센서의 주파수 대역(예를 들면, 30KHz∼60KHz)내에서 초음파 센서의 구동 주파수를 자동으로 변화시키면서 주파수 측정기(2)로 각주파수를 측정하여 컴퓨터(8)로 송신한다.
한편, 주파수 스위퍼(1)에서 변화시키는 주파수에 따라 초음파 센서 구동 회로(3)에 의해 초음파 센서가 구동되고 이 초음파 센서 구동 회로(3)의 구동으로 초음파 센서(4)는 초음파를 송수신한다. 초음파 센서(4)는 초음파 구동 회로(3)의 구동으로 초음파를 송신하는 초음파 송신 센서부와 초음파를 수신하는 초음파 수신 센서부로 구성된다.
상기 초음파 센서(4)를 통해 수신된 초음파 신호 중 대역 통과 필터(5)를 통해 구동 펄스 주파수만 통과시키고 통과된 초음파 신호를 잔향음 크기에 따라 증폭율을 조정하여 증폭부(6)에서 증폭시킨다.
상기 증폭부(6)에서 아날로그/디지탈 변환기(7)로 증폭된 초음파 신호를 디지털 값으로 변환시켜 컴퓨터(8)로 송신한다.
제2도는 본 발명에 의한 초음파 센서의 최적 구동 주파수를 탐지하는 방법을 컴퓨터에서 처리하는 과정을 나타낸 흐름도로서, 상기 아날로그/디지탈 변환기(7)에서 변환된 초음파 신호의 디지털 값을 데이터로 취득하는 제1단계(S1)와, 상기 제1단계(S1) 수행 후, 데이터의 종료를 확인하는 제2단계(S2)와, 제2단계(S2) 후 데이터가 종료되지 않은 경우에는 다시 제1단계(S1)로 전환하여 순차 동작하거나, 데이터가 종료된 경우에는 데이터가 최대값일때의 주파수를 취득하는 제3단계(S3)와, 제3단계(S3) 수행 후, 데이터가 최대값일때의 주파수의 3dB점을 계산하는 제4단계(S4)와, 제4단계(S4) 수행 후, 데이터가 최대값일때의 주파수 또는 데이터가 최대값일때의 주파수의 3dB범위내의 주파수를 출력하는 제5단계(S5)로 순차 동작한다.
상기 아날로그/디지탈 변환기(7)에서 변환된 초음파 신호의 디지털 값을 데이터로 취득하여 데이터가 종료되지 않은 경우에는 다시 제1단계(S1)로 전환하여 순차 동작하고 데이터가 종료된 경우에는 이 데이터 값 중에서 최대값일때의 주파수가 초음파 센서의 최적 구동 주파수가 된다.
이렇게 구한 최적 구동 주파수로 구동하는 가장 바람직하지만 실제의 센서를 구동할 때는 이 주파수로 구동하기가 쉽지 않다.
따라서, 최적 구동 주파수의 3dB점을 계산하여 데이터가 최대값일 때의 주파수 또는 데이터가 최대값일 때의 주파수의 3dB범위내의 주파수를 출력하여 최적 구동 주파수의 3dB 주파수 범위내의 주파수로 센서를 구동하면 센서의 감도를 최상의 상태에 가깝게 유지할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 주파수 스위퍼로 구동 주파수를 자동으로 변화시키면서 초음파 센서를 구동하여 초음파 센서마다의 최적의 구동 주파수를 찾아냄으로써 센서의 감도를 최적의 상태로 이용하여 센서의 작동능력을 향상시킴과 동시에 정상 동작이 이루어지도록하여 센서를 이용한 장치의 신뢰도 및 측정 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 초음파 센서의 구동 주파수를 초음파 센서의 주파수 대역에서 자동으로 변화시키는 주파수 스위퍼(1)와, 상기 주파수 스위퍼(1)로부터 초음파 센서를 구동한 주파수를 측정하는 주파수 측정기(2)와, 상기 주파수 스위퍼(1)에서 변화시키는 주파수에 따라 초음파 센서를 구동하는 초음파 센서 구동 회로(3)와, 상기 초음파 센서 구동 회로(3)에 의해 초음파 센서가 구동되어 초음파를 송수신하는 초음파 센서(4)와, 상기 초음파 센서(4)를 통해 수신된 초음파 신호 중 구동 펄수 주파수만 통과시키는 대역 통과 필터(5)와, 상기 대역 통과 필터(5)를 거쳐 통과된 초음파 신호를 증폭시키는 증폭부(6)와, 상기 증폭부(6)에서 증폭된 초음파 신호를 디지털 값으로 변환시키는 아날로그/디지탈 변환기(7)와, 상기 주파수 측정기(2)로부터 센서를 구동한 주파수를 수신하고 상기 아날로그/디지탈 변환기(7)에서 변환된 초음파 신호의 디지털 값을 수신하는 컴퓨터(8)로 구성됨을 특징으로 하는 초음파 센서의 최적 구동 주파수 탐지 장치.
- 아날로그/디지탈 변환기(7)에서 변환된 초음파 신호의 디지털 값을 데이터로 취득하는 제1단계(S1)와, 데이터의 종료를 확인하는 제2단계(S2)와, 데이터가 종료되지 않은 경우에는 다시 제1단계(S1)로 전환하여 순차 동작하거나, 데이터가 종료된 경우에는 데이터가 최대값일때의 주파수를 취득하는 제3단계(S3)와, 데이터가 최대값일때의 주파수의 3dB점을 계산하는 제4단계(S4)와, 데이터가 최대값일때의 주파수 또는 데이터가 최대값일때의 주파수의 3dB범위내의 주파수를 출력하는 제5단계(S5)로 수행됨을 특징으로 초음파 센서의 최적 구동 주파수 탐지 방법.
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- 1996-12-28 KR KR1019960075008A patent/KR100192637B1/ko not_active IP Right Cessation
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