(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に振動する信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の開始の瞬間（ｔ０）を決定する方法において、
前記信号応答は前記信号応答における第１の半周期（Ｅ２ａ；Ｅ２’ａ）の極性に等しい極性を有する半周期の第１のセット（Ｅ２ａ−ｄ；Ｅ２’ａ−ｄ）と、前記信号応答における第１の半周期（Ｅ２ａ；Ｅ２’ａ）の前記極性と反対の極性を有する半周期の第２のセット（Ｅ２ｅ−ｈ；Ｅ２’ｅ−ｈ）とを有しており、前記方法は、
前記第１のセットと第２のセットとのうちの選択された一方のセットにおいて、最大の振幅を有する前記半周期としてピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）を決定し、
前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）から既知の時間距離で生じる前記信号応答のゼロ交差の瞬間（ＺＣ１；ＺＣ’１）を決定し、
前記ゼロ交差の瞬間（ＺＣ１；ＺＣ’１）および前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）と前記開始の瞬間（ｔ０）との関係に基づいて、前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の開始の瞬間（ｔ０）を決定するステップと、
先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比を決定し、ここで、前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）は前記第１のセットと第２のセットとのうちの一方のセットにおける前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の直前の半周期であり、
前記比をしきい値と比較し、
前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）と前記信号応答（Ｅ２’）の開始の瞬間（ｔ０）との間で生じる半周期の数を前記比較に基づいて決定し、それによって前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）と前記開始の瞬間（ｔ０）との前記関係を決定するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項２】
前記比が前記しきい値よりも低いとき、前記ピーク半周期は前記信号応答の前記開始の瞬間の直後に生じる前記選択されたセットの前記半周期であると解釈するステップをさらに含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記比が少なくとも前記しきい値に等しいとき、前記信号応答の前記ピーク半周期と前記開始の瞬間との間で生じる前記選択されたセットに少なくとも１つの半周期が存在すると解釈するステップをさらに含んでいる請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記信号応答の前記ピーク半周期と前記開始の瞬間との間で生じる前記選択されたセット中にはただ１つの半周期しか存在しないと解釈するステップをさらに含んでいる請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記選択されたセットは半周期の前記第２のセットである請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記先行する半周期は前記選択されたセットに属している請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ゼロ交差の瞬間は、前記ピーク半周期の直前又は直後に生じる前記ゼロ交差の瞬間である請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記しきい値は、前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）に属する振動を雑音（Ｎ１）である振動から弁別するように選択される請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記ピーク半周期と、前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比と、のうちの少なくとも一方は、前記信号応答のサンプルされていない表示から決定される請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）は、
前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の振幅がしきい値振幅（204）を超過し、且つ前記選択されたセット中の前記半周期の極性に等しい前記極性を有する、時間期間のセット（Ｔ１−Ｔ２；Ｔ’１−Ｔ’３）を検出し、
前記時間期間のセット中の最長の時間期間（Ｔ１；Ｔ２’）を前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）に対応すると解釈する、
ことにより決定される請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記時間期間のセット中の前記最長の時間期間（Ｔ’２）の直前の時間期間（Ｔ’１）を前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）に対応すると解釈し、
前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比を、関連付けられた時間期間の継続期間に基づいて決定するステップをさらに含んでいる請求項１に従属する請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ピーク半周期は、
エネルギ蓄積媒体（Ｃ）を具備する回路（702）へ前記信号応答（Ｅ２’）を与え、
前記回路（702）から出力信号（Ｖｏｕｔ）を獲得し、ここで、前記出力信号（Ｖｏｕｔ）は前記エネルギ蓄積媒体（Ｃ）における電圧に対応しており、
前記獲得した出力信号（Ｖｏｕｔ）をサンプリングし、
サンプルのセット（ＳＮ１ａ、ＳＥ２’ｅ−ｉ）を選択し、ここで、前記サンプルのセット中の各サンプル（ＳＮ１ａ、ＳＥ２’ｅ−ｉ）は、半周期の前記第１のセットと第２のセットとのうちの選択された一方のセット中の複数の前記半周期（Ｎ１ａ、Ｅ２’ｅ−ｉ）のうちの異なる半周期に関連付けられており、前記関連付けられた半周期に関する予め定められたときにおいて検出され、
最高の電圧を有する前記サンプルに関連付けられた前記半周期を前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）として決定する、
ことにより決定される請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との前記比は、
エネルギ蓄積媒体（Ｃ）を具備する回路（702）へ前記信号応答（Ｅ２’）を与え、
前記回路から出力信号（Ｖｏｕｔ）を獲得し、ここで、前記出力信号は前記エネルギ蓄積媒体（Ｃ）における電圧に対応しており、
前記獲得された出力信号（Ｖｏｕｔ）をサンプリングし、
前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）に関連付けられたサンプル（ＳＥ２’ｅ）と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）に関連付けられたサンプル（ＳＥ２’ｆ）とを選択し、
前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比を、前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅に関連付けられた前記サンプル（ＳＥ２’ｅ）の電圧と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅に関連付けられた前記サンプル（ＳＥ２’ｆ）の電圧との比として決定する、
ことにより決定される請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記サンプルが検出された場合に、前記半周期に関する前記予め定められたときは、
前記半周期の最後に生じるゼロ交差の瞬間を決定し、
前記決定されたゼロ交差の瞬間の後の予め定められた時間に生じるサンプルを選択する、
ことにより決定される請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）を発生させるために使用されるトリガー信号（Ｅ１）は、理想的な信号応答（Ｅ２）に対して、半周期の前記第２のセット（Ｅ２ｅ−ｈ）中の前記第１の半周期が最大の振幅を有する前記半周期であるように構成される請求項１乃至１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項記載の方法を実行するための複数のプログラム命令を有する、処理装置で実行するためのソフトウェア。
【請求項１７】
前記信号応答を送信および受信するためのトランスデューサ手段（104）と、
前記受信された信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の開始の瞬間を決定するための請求項１乃至１５のいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている処理装置（126）と、
を具備している、音響測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的に振動する信号応答の開始の瞬間を決定する方法、それを行うためのソフトウェア、およびこのような方法を使用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響測定システムは幾つかの変形で存在し、多数の異なる領域、例えばタンク、コンテナ又はそれに類似の物のレベル又は体積の測定、距離の測定、流量の測定、超音波検査のような医療診断、位置決定等で使用されることができる。
【０００３】
１例は液体レベル測定のためのエコータイプの音響システムである。このようなシステムでは、音響トランスデューサは典型的に液体を含むコンテナの最高点に設けられ、その液体のレベルまたは体積が測定されることができる。音響トランスデューサは第１の電気信号を送信機から供給される。この第１の信号に応答して、トランスデューサは典型的には振動波の形態の音響パルスを発生し、それは液体の表面方向に下方向に送信される。表面に対する反射後、パルスは再度トランスデューサにより採取され、それに応答して受信機に供給される第２の電気信号を発生する。第１と第２の電気信号の間の時間間隔、即ち音響パルスの経過時間が決定され、トランスデューサから液体表面までの距離は関係する媒体中の音響パルスの伝播速度の知識により計算されることができる。
【０００４】
このような経過時間測定に関連して、反射されたパルス又はエコーの受信時間の正確な決定を行うことができることが重要であることは明らかである。
【０００５】
米国特許出願第2007/0186624号明細書には医療液体中の信号の伝播時間を測定するための音響方法が開示されており、ここでは振動器のような受信された信号はその第１の半周期中に抽出され、休止レベルと半周期中に受信された信号との間に囲まれた領域に基づいた選択規準によりチェックされる。このチェック結果がポジティブであるとき、受信された信号と休止レベルとの間の交差はいずれの信号経過時間が計算されたかにより決定される。
【０００６】
しかしながら、受信された信号の増幅または減衰は典型的に音響信号が伝播する流体の温度の関数として変化する。これは温度が安定ではない応用で誤った測定値を生じる可能性がある。
【０００７】
温度変化により生じる測定誤差を減少しようとする目的で、米国特許第6,226,598号明細書には理想的な特徴の第１の期間が規定される方法が開示されており、これは理想的な特性の第１の期間がその２つのローブの振幅間の理想的な振幅比により特徴付けされる。その後、受信された音響信号の各期間に対して、試験下の期間の２つのローブの振幅が決定され、振幅比は理想的な振幅比と比較される。比較の結果がしきい値よりも大きいならば、考慮中である期間は雑音であると考えられ、一方比較の結果がしきい値よりも小さいならば、２つのローブ間のゼロ交差が受信された信号の第１のゼロ交差であると考えられる。
【０００８】
しかしながら、応用によってはこの方法は非常に過大な計算を要求する可能性がある。
【発明の概要】
【０００９】
前述の説明を考慮すると、本発明の目的は、従来技術の欠点の少なくとも幾つかを実質的に克服することである。特に１目的は、周期的に振動する信号応答の開始の瞬間を決定するためのコンピュータによる効率的な方法を提供することである。
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、周期的に振動する信号応答の開始の瞬間を決定する方法が提供され、ここでその信号応答は信号応答における第１の半周期の極性に等しい極性を有する半周期の第１のセットと、信号応答における第１の半周期の極性と反対の極性を有する半周期の第２のセットとを有している。方法は第１と第２のセットの選択された一方において最高の振幅を有する半周期としてピーク半周期を決定し、ピーク半周期から既知の時間距離で生じる信号応答のゼロ交差の瞬間を決定し、ゼロ交差の瞬間およびピーク半周期と開始の瞬間との関係に基づいて、信号応答の開始の瞬間を決定するステップを含んでいる。
【００１１】
ピーク半周期は、第２のセットにさらに高い振幅を有する半周期が存在している場合でも、半周期の第１のセットで最高の振幅を有する半周期であることができることに注意する。同様に、第１のセットにさらに高い振幅を有する半周期が存在しても、半周期の第２のセットで最高の振幅を有する半周期であることができる。したがって、ピーク半周期は必ずしも最高の振幅を有する信号応答の半周期であるわけではない（そうである場合もある）。
【００１２】
周期的な振動はここでは信号応答が本質的に周期的であると理解されるべきであるが、半周期の期間にはあるバリエーションが存在することもある。特に信号応答内には漸進的なシフトが存在する可能性があり、それによって第１の半周期はより長い継続期間を有し、他方でその後の半周期の期間は漸進的に減少される。
【００１３】
本発明は、周期的に振動する信号応答の開始の瞬間を決定するための確実な方法がピークの半周期（即ち最高の振幅を有する所定の極性の半周期）を発見し、その後信号応答のピーク半周期と開始の瞬間との関係を使用して開始の瞬間を決定することであるという理解に基づいている。
【００１４】
この方法に関する利点は、選択されたセット中で最高の振幅を有する半周期が（雑音が存在しても）容易に検出されることができることである。したがって、この方法は精巧さが劣った測定装置で使用されることができ、それによって価格が効率的な解決策を可能にする。
【００１５】
信号応答のピーク半周期と開始の瞬間との関係は前もって知られることができる。例えば信号応答の特性は最高の振幅を有する半周期が常に第２のセットの第１の半周期であることである。このことは開始の瞬間を決定するための簡単なコンピュータによる効率的な方法を可能にする。
【００１６】
方法はさらに、先行する半周期の振幅とピーク半周期の振幅との比を決定し、それにおいて先行する半周期は第１と第２のセットの一方におけるピーク半周期に直接先行する半周期であり、比をしきい値と比較し、信号応答のピーク半周期と開始の瞬間との間で生じる半周期の数を比較に基づいて決定し、それによってピーク半周期と開始の瞬間との関係を決定するステップを含んでいる。
【００１７】
これはピーク半周期と開始の瞬間との関係が前もって知られていない場合の状態、例えば信号応答が歪みを受けているときでも正確な測定を可能にする。その利点は、この方法が温度変化によるトランスデューサのＱ値の変化によって生じる可能性がある歪みに対して敏感ではないので廉価のトランスデューサが使用されることができることである。これはさらに価格が効率的な測定装置を可能にする。
【００１８】
しきい値は信号応答に属する振動を雑音から弁別するように選択されることができる。雑音はランダムな雑音、干渉雑音または波動伝播における妨害から生じるエコーに関する雑音である可能性がある。
【００１９】
比がしきい値よりも低いとき、ピーク半周期は信号応答の開始の瞬間の直ぐ後に生じる選択されたセットの半周期であると解釈されることができる。これはピーク半周期と開始の瞬間との関係が設定されることを可能にする。
【００２０】
比が少なくともしきい値に等しい（即ち等しいか超過する）とき、信号応答のピーク半周期と開始の瞬間との間で生じる選択されたセット中に少なくとも１つの半周期が存在する可能性があると解釈されることができる。
【００２１】
１実施形態によれば、選択されたセットは半周期の第２のセットである。利点は、第２のセットで最高の振幅を有する半周期の振幅が典型的に第１のセットで最高の振幅を有する半周期の振幅よりも大きいことである。したがって、ピーク半周期はより容易に検出され、測定は雑音に対する敏感さが少なくなっている。
【００２２】
１実施形態によれば、先行する半周期は選択されたセットに属する。利点は、検出される必要がある極性が１つだけであり、したがってさらに価格が効率的な測定装置を可能にすることである。
【００２３】
ゼロ交差の瞬間はこれらの検出が雑音に対して感度が少ないので、ピーク半周期の直前又は直後で生じるゼロ交差の瞬間であることが好ましい。しかしながら他のゼロ交差の瞬間も使用されることができることが認識される。
【００２４】
ピーク半周期および／または振幅の比（即ち先行する半周期の振幅とピーク半周期の振幅との比）は信号応答のサンプルされていない表示から決定されることができる。サンプリングは必要とされないので、これは価格が効率的な構成と減少された電力消費を可能にする。さらに、サンプリング手順に関連される可能性がある不正確性は除去される。
【００２５】
ピーク半周期は、信号応答の振幅がしきい値振幅を超過し、選択されたセット中の半周期の極性に等しい極性を有する時間期間のセットを検出し、時間期間のセットで最長の時間期間をピーク半周期に対応するとして解釈することにより決定されることができる。信号応答のサンプルされていない表示では、半周期の振幅が半周期の振幅を直接測定しようとするのではなく振幅の指示として所定の振幅レベルを超過する時間期間を使用することがしばしば便利である。
【００２６】
方法はさらに、時間期間のセットで最長の時間期間に直接先行する時間期間を先行する半周期に対応すると解釈し、先行する半周期の振幅とピーク半周期の振幅との比を関連される時間期間の継続期間に基づいて決定するステップを含むことができる。
【００２７】
利点は、これらのステップは信号応答のサンプルされていない表示に適用可能であることである。
【００２８】
１実施形態によれば、ピーク半周期は、エネルギ蓄積媒体を具備する回路へ信号応答を与え、前記回路から出力信号を獲得し、それにおいて前記出力信号はエネルギ蓄積媒体における電圧に対応し、獲得した出力信号をサンプリングし、サンプルのセットを選択し、サンプルの前記セット中の各サンプルは半周期の第１と第２のセットの選択された一方の半周期と異なる半周期に関連され、関連される半周期に関して予め定められた場合に決定され、最高の電圧を有するサンプルに関連される半周期をピーク半周期として決定することにより決定されることができる。
【００２９】
回路は典型的にエネルギ蓄積媒体の電圧減少が周期的に振動する信号応答の電圧変化よりも低速度であるように構成されているので、特定の半周期に関連される検出されたサンプルはその半周期の振幅の直接の指示として使用されることができる。これはデータの必要な処理と消費されるメモリ容量を最小にしながらサンプルされたデータを使用する手順を可能にし、それによって廉価のマイクロコンピュータが使用されることを可能にする。さらに、迅速ではない電圧減少は、確実な結果が廉価なＡ／Ｄ変換器でも実現されることができることを意味している。
【００３０】
先行する半周期の振幅とピーク半周期の振幅との比は、エネルギ蓄積媒体を具備する回路へ周期的に振動する信号応答を与え、前記回路から出力信号を捕捉し、出力信号は前記エネルギ蓄積媒体における電圧に対応し、捕捉された出力信号をサンプリングし、先行する半周期に関連されるサンプルとピーク半周期に関連されるサンプルを選択し、先行する半周期の振幅とピーク半周期の振幅との比を先行する半周期に関連されるサンプルの電圧とピーク半周期の振幅に関連されるサンプルの電圧との比として決定することにより決定されることができる。先行する半周期に関連されるサンプルは先行する半周期に関して予め定められたときに検出されることができる。同様に、ピーク半周期に関連されるサンプルはピーク半周期に関して対応する予め定められた場合に検出されることができる。利点は迅速な電圧減少がないために、確実な結果が廉価のＡ／Ｄ変換器でも実現されることができることである。
【００３１】
サンプルが検出されたときの半周期に関する予め定められた場合は、半周期の最後に生じるゼロ交差の瞬間を決定し、識別されたゼロ交差の瞬間の後の予め定められた時間に生じるサンプルを検出することにより決定されることができる。例えば、次のサンプル（即ちゼロ交差直後に生じるサンプル）が検出されることができる。
【００３２】
信号応答を発生するために使用されるトリガー信号は、理想的な信号応答に対して、最大の振幅を有する半周期ができるだけ早く現われるように構成されることができる。好ましくは、半周期の第２のセット中の第１の半周期は最大の振幅を有する半周期である。
【００３３】
このようなトリガー信号の１例は約１つの半周期の継続期間を有する方形波パルスである。代わりに、２つの半周期の継続期間を有する方形波パルスが使用されることができる。このようなトリガーパルスは本発明により検出にさらに適した信号応答を与えることができる。特に、トリガー信号の第２の半周期から生じる信号応答はトリガー信号の第１の半周期から生じる信号応答の一部分を抑圧する役目を行い、それによって最大の振幅が信号応答の早期に現われることを確実にする。
【００３４】
他のタイプのトリガー信号も類似の信号応答を発生するために使用されることができることが当業者により認識される。したがって、パルスの形状は変化できる。例えば三角パルスまたは丸い形状を有するパルスが使用されることができる。さらに、トリガー信号の継続期間は変化することができる。トリガー信号の他の例はインパルス、ステップ、またはチャープである。
【００３５】
本発明の第２の特徴によれば、前述の方法を実行するためのプログラム命令を有する処理装置で実行するためのソフトウェアが与えられる。
【００３６】
本発明の第３の特徴によれば、信号応答を送信および受信するためのトランスデューサ手段と、受信された信号応答の開始の瞬間を決定するための本発明による方法を実行するように構成された処理装置とを具備する音響測定用装置が与えられる。
【００３７】
音響測定装置はさらに、エネルギ蓄積媒体とアナログデジタル変換器を含む回路を具備することができる。このような回路の１例は半波整流器である。
【００３８】
その他の目的、特徴、利点は以下の詳細な説明と、従属請求項及び図面から明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】音響レベル測定システムの概略図である。
【図２】トリガー信号の原理的な特性曲線と、信号応答、関連される時間期間、制御装置により登録されたゼロ交差の瞬間の原理的な特性曲線と、別の信号応答、関連される時間期間、制御装置により登録されるゼロ交差の瞬間の原理的な特性曲線との概略図である。
【図３】周期的に振動する信号応答の開始の瞬間を決定する手順を示す概略ブロック図である。
【図４】周期的に振動する信号応答の開始の瞬間を決定する別の手順を示す概略ブロック図である。
【図５】別の信号応答曲線を示す図である。
【図６】さらに別の信号応答曲線を示す図である。
【図７ａ】制御装置が半波整流器とＡ／Ｄ変換器を具備している本発明の別の実施形態の概略図である。
【図７ｂ】半波整流器の１例を示す概略図である。
【図８】半波整流器に与えられる入力信号と結果的な出力信号の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の前述及び付加的な目的、特徴、利点は、添付図面を参照して、以下の本発明の好ましい実施形態の例示的で限定ではない詳細な説明を通して良好に理解されよう。同じ参照符合は類似の素子で使用される。  
図１は本発明の１実施形態による音響レベル測定システムを概略して示している。このシステムは典型的に超音波より低く（即ち２０ｋＨｚ未満で）動作することができる。しかしながら本発明による方法はより高い周波数（即ち超音波周波数）で動作するシステムにも応用可能である。
【００４１】
音響レベル測定システム100はチューブ106の上部に配置された電子音響トランスデューサ104に電気的に接続される送信機−受信機102を具備している。トランスデューサ104は図１に示されているように単一のユニットにより、またはマイクロホンと組み合わせた高声器によって構成されることができる。
【００４２】
チューブ106は液体110を含んだコンテナまたはタンク108の上部を通して延在し、コンテナにおけるその液体のレベルが測定される。
【００４３】
さらに、送信機−受信機102は電子制御装置120へ接続され、この電子制御装置120は送信機−受信機102を制御し、送信機−受信機102により送信及び受信された信号に基づいて流体レベルを計算するように構成されている。
【００４４】
動作において、音響トランスデューサ104はトリガー信号Ｅ１とも呼ばれる第１の電気信号Ｅ１を送信器102から予め定められた時間間隔で受信し、それに応答して音響パルスＰ１を発生し、音響パルスＰ１はチューブ106を通って伝播し、チューブ106の下端部の上方に配置される液体表面110aに対して反射される。パルスの伝送時間と呼ばれる送信後のある時間に、反射されたパルスまたはエコーＰ２はトランスデューサ104により受信され、トランスデューサ104はエコーパルスＰ２を信号応答Ｅ２と呼ばれる第２の電気信号Ｅ２へ変換する。
【００４５】
電子制御装置120はトリガー信号Ｅ１を受信し、そのトリガー信号Ｅ１は送信されたパルスＰ１と、また反射されたパルスＰ２の受信時に発生される応答信号Ｅ２が生じ、流体レベルを評価するために２つの電気信号Ｅ１とＥ２からパルスの伝送時間を決定する。
【００４６】
図２は電気信号Ｅ１とＥ２の原理的外観を概略して示している。
【００４７】
トランスデューサにより受信されるトリガー信号Ｅ１はここでは１つの半周期の継続期間と負の極性を有する方形パルスであり、一方、結果的に生じる信号応答Ｅ２は本質的に正弦波形状を有する周期的に振動する信号である。信号応答Ｅ２の開始の瞬間はｔ０により示され、ここでの信号応答の第１の半周期Ｅ２ａは負の極性を有し、即ちトリガー信号Ｅ１と同じ極性である。しかしながら、極性は例えばトランスデューサの極を切換えることにより変更されることができることが認識される。
【００４８】
図２ｂに示されているように、信号応答Ｅ２は負の極性を有する半周期Ｅ２ａ−ｄの第１のセットと、正の極性を有する半周期Ｅ２ｅ−ｈの第２のセットを含んでいる。さらに、信号応答Ｅ２は典型的にここでは小さい振動の形態の雑音Ｎ１により先行される。
【００４９】
信号応答Ｅ２が静止レベル202を横切る瞬間（即ち信号応答の振幅が静止レベルに関してゼロであるとき）はゼロ交差の瞬間ＺＣ１−ＺＣ２と呼ばれる。静止レベルはここでは０Ｖであると仮定されるが、これはＤＣ電圧によりオフセットされることもできる。
【００５０】
信号応答Ｅ２が顕著な歪みを受けていないならば（このことは図２ｅに関して以下さらに説明する）、方形パルスＥ１は信号応答Ｅ２を発生し、ここでは第１の正の半周期Ｅ２ｅは最高の振幅を有する信号応答で正の半周期であり、その後の正の半周期Ｅ２ｆ−ｈの振幅は迅速に減衰し、それによって信号応答の開始近くで異なる振幅ピークを有する信号応答を発生する。この歪のない信号は理想的な信号応答の１例である。
【００５１】
パルスの伝送時間を正確に決定するために、電子制御装置120は典型的にトリガー信号Ｅ１の開始の瞬間と信号応答Ｅ２の開始の瞬間を使用する。
【００５２】
当業者により認識されるように、トリガー信号Ｅ１の開始の瞬間の決定は容易であり、したがってここではさらに説明はしない。
【００５３】
信号応答Ｅ２の開始の瞬間ｔ０を決定するために、電子制御装置120は増幅器122、比較器124、処理装置126および関連されるメモリ128を具備している。
【００５４】
比較器124は信号応答Ｅ２の振幅が振幅しきい値を超えるときを検出するように構成されている。
【００５５】
ここで、比較器は信号応答Ｅ２の振幅が正の振幅しきい値を超えるときを検出するだけである（即ち負の半周期Ｅ２ａ−ｄがここでは評価されていないがこのような実施形態が可能である）。振幅しきい値のレベルは応用にしたがって変化することができることが当業者により認識される。しかしながら振幅しきい値の典型的な値は比較器の飽和電圧の約５０％であることができる。
【００５６】
比較器124の振幅しきい値204は図２の（ｂ）の信号応答Ｅ２に関して示されている。ここで信号応答の第１の正の半周期Ｅ２ｅと第２の正の半周期Ｅ２ｆは比較器の振幅しきい値204を超え、一方、その後の半周期Ｅ２ｇ−ｈは振幅しきい値204よりも低い。また雑音Ｎ１は示されている例の振幅しきい値204よりも低い。
【００５７】
信号応答Ｅ２の振幅は受信機102と比較器124との間に構成されている増幅器122の振幅度を調節することにより適応されることができる。したがって、例えば振幅しきい値を超える正の半周期が１つのみである（またはない）ように増幅を減少するか、振幅しきい値を超える正の半周期が３以上であるように増幅を増加することが可能である。
【００５８】
比較器124は処理装置126へ接続され、処理装置126は受信された信号が振幅しきい値204を超える振幅を有するときを登録する。この情報はその後メモリ128に記憶されることができる。
【００５９】
処理装置126は受信された信号が静止レベル202を交差するときを登録し、この情報をメモリ128に記憶する機能も有する。
【００６０】
動作において、信号応答Ｅ２は受信機102により受信され、電子制御装置120は受信された信号Ｅ２の振幅が正の振幅しきい値204を超える間隔を表す時間期間のセットを登録する。
【００６１】
図２ｂに示されている測定状態では、２つの時間期間Ｔ１とＴ２は図２の（ｃ）に示されているように制御装置により登録される。ここで時間期間Ｔ１は半周期Ｅ２ｅの発生を示し、時間期間Ｔ２は半周期Ｅ２ｆの発生を示す。
【００６２】
さらに、電子制御装置120は図２の（ｄ）に示されているように信号応答Ｅ２のゼロ交差の瞬間ＺＣ１−ＺＣ２のセットを登録する。
【００６３】
信号応答Ｅ２の開始の瞬間を決定する方法を図２と図３に示されている概略ブロック図とを参照して説明する。
【００６４】
ここでは信号応答Ｅ２で最高の振幅を有する正の半周期は第１の正の半周期Ｅ２ｅであることが仮定されることに注意する。
【００６５】
最初にステップ301で、ピーク半周期は最高の振幅を有する正の半周期として決定される。制御装置120により登録される最長の時間期間Ｔ１はここでは最高の振幅を有する正の範囲期間Ｅ２ｅの指示として解釈される。
【００６６】
幾つかの状態では、ピーク半周期の識別を容易にするために、最高の振幅を有する正の半周期だけが振幅しきい値204を超えるように増幅器122の増幅を調節することが便利であることに注意する。
【００６７】
その後、ステップ302ではピーク半周期Ｅ２ｅからの既知の時間距離で発生する信号応答のゼロ交差の瞬間が決定される。ピーク半周期Ｅ２ｅの直前又は直後に生じるゼロ交差の瞬間を使用することが好ましい。しかしながら、他のゼロ交差の瞬間も使用されることができる。ここでピーク半周期Ｅ２ｅの直前に生じるゼロ交差の瞬間ＺＣ１が使用される。
【００６８】
ステップ303で、信号応答Ｅ２の開始の瞬間ｔ０はその後、ゼロ交差の瞬間ＺＣ１および、信号応答のピーク半周期Ｅ２ｅと開始の瞬間ｔ０との関係に基づいて決定される。信号応答において最高の振幅を有する正の半周期は第１の正の半周期Ｅ２ｅであることが仮定されているので、ピーク半周期Ｅ２ｅはここでは規定により信号応答の第１の正の半周期である。信号応答Ｅ２は負の半周期で開始するので、ピーク半周期Ｅ２ｅと開始の瞬間Ｔ０との間で生じる１つの半周期（即ち第１の負の半周期Ｅ２ａ）が存在することが知られている。さらに、ゼロ交差の瞬間ＺＣ１はピーク半周期Ｅ２ｅの直前に生じるゼロ交差の瞬間として選択されるので、信号応答の開始の瞬間ｔ０はゼロ交差の瞬間ＺＣ１の前の１つの半周期で生じることが結論付けされることができる。
【００６９】
信号応答が本質的に正弦波であると仮定すると、開始の瞬間は以下のように計算されることができる。  
ｔ０＝ｔＺＣ１−（Ｔ／２）、ここで、
ｔ０は信号応答の開始点であり、
ｔＺＣ１はゼロ交差の瞬間ＺＣ１の発生の時間であり、
Ｔは振動する信号応答の１周期の期間の時間である。
【００７０】
前述の方法は広範囲の状態で応用可能であるので、信号応答で最高の振幅を有する正の半周期は第１の正の半周期であることは仮定されない可能性もある。
【００７１】
例えば、信号応答Ｅ２が歪みを受け、それによってピーク半周期はもはや第１の正の半周期ではない状態が存在する。これは図２の（ｅ）の歪みを受けた信号応答Ｅ２’により示されており、ここでは最高の振幅を有する正の半周期は第２の正の半周期Ｅ２’ｆである。
【００７２】
このような歪みは例えばトランスデューサ104のＱ値の変化により生じる可能性がある。トランスデューサのＱ値は特に廉価のトランスデューサでは温度の関数として変化する。したがって、信号応答の歪みは温度が安定ではない応用で生じる可能性がある。
【００７３】
ピーク半周期が信号応答における第１又は第２の正の半周期のいずれであるかが知られていないならば、これは１周期の測定のエラーになる可能性があり、したがって音響レベル測定システムの測定の正確性を非常に減少することが認識される。
【００７４】
この問題を克服するため、ピーク半周期Ｅ２’ｆと信号応答Ｅ２’の開始の瞬間ｔ０との間で生じる半周期の数が決定されることができる。
【００７５】
これを行うため、ピーク半周期に直接先行する正の半周期Ｅ２’ｅの振幅とピーク半周期Ｅ２’ｆの振幅との比は信号応答に属する振動を雑音である振動から弁別するように選択されたしきい値に対して比較される。
【００７６】
典型的な応用では、しきい値は約４０％であることができる。しかしながら、好ましいしきい値は雑音の大きさと、信号応答の歪の大きさに基づいて変化することができる。
【００７７】
例えば、信号応答の予測される歪みが低い応用では、しきい値は信号応答の部分として任意の雑音が解釈される危険を減少するために８０％程度の高さに設定されることができる。高いしきい値は多くの雑音が存在する場合にも好ましい。
【００７８】
他方で、雑音がほとんど存在しない好ましい条件下では、しきい値は１５％程度または１０％にさえも設定されることができる。低いしきい値は（安定性の少ないＱ値を有する）廉価なトランスデューサが使用されることを可能にし、それによってより価格が効率的な測定装置を可能にする。
【００７９】
幾つかの応用では、比較器124の振幅しきい値204をそれがしきい値と一致するように選択することによって信号応答Ｅ２’のピーク半周期Ｅ２’ｆと開始の瞬間ｔ０との間で生じる半周期数を決定することが便利である。したがってピーク半周期に関連される時間期間前に生じる比較器124により登録された時間期間が存在するならば、この時間期間は第１の正の半周期である。
【００８０】
信号応答Ｅ２’の開始の瞬間を決定する方法を図２の（ｅ）−（ｇ）と図４に示されている概略ブロック図を参照して説明する。
【００８１】
この実施形態では、比較器124の振幅しきい値204がしきい値に一致するように設定されることが仮定される。ピーク半周期が信号応答における第１又は第２の正の半周期であることも仮定される。
【００８２】
最初にステップ401では、ピーク半周期は最高の振幅を有する正の半周期として決定される。制御装置120により登録される最長の時間期間Ｔ'２はここでは最高の振幅を有する正の半周期Ｅ２’ｆの指示として解釈される。
【００８３】
その後ステップ402で、先行する半周期はピーク半周期Ｅ２’ｆに直接先行する正の半周期として決定される。最長の時間期間Ｔ'２に直接先行する時間期間Ｔ'１はしたがってピーク半周期Ｅ２’ｆに直接先行する正の半周期Ｅ２’ｅの指示として解釈される。
【００８４】
ステップ403で、先行する半周期の振幅とピーク半周期の振幅との比が決定され、その後ステップ404で、この振幅比はしきい値に比較される。しかしながらこの実施形態では、ステップ403と404は明白に行われない。比較器124の振幅しきい値204はしきい値に一致するように設定されるので、単に時間期間Ｔ’１の存在は先行する半周期が信号応答に属することを示している（一方で時間期間Ｔ'２前に時間期間が検出されないならば、これはピーク半周期が信号応答の第１の正の半周期であることを示している）。
【００８５】
ステップ405で、ピーク半周期Ｅ２’ｆから既知の時間距離で生じる信号応答のゼロ交差の瞬間が決定される。ここではピーク半周期Ｅ２’ｆの直前に生じるゼロ交差の瞬間ＺＣ’１が使用される。
【００８６】
ステップ406で、信号応答Ｅ２’の開始の瞬間ｔ０はその後、ゼロ交差の瞬間ＺＣ’１および、ピーク半周期Ｅ２’ｆと開始の瞬間ｔ０との間の関係に基づいて決定される。ステップ402でピーク半周期Ｅ２’ｆと開始の瞬間ｔ０との間で生じる１つの正の半周期(即ち正の半周期Ｅ２’ｅ)が存在することが決定されているので、ピーク半周期Ｅ２’ｆと開始の瞬間ｔ０との間で生じる３つの半周期（即ちＥ２’ａ、Ｅ２’ｂ、Ｅ２’ｅ）が存在することが知られている。さらに、ゼロ交差の瞬間はピーク半周期Ｅ２’ｆの直前に生じるゼロ交差の瞬間ＺＣ’１として選択されているので、信号応答の開始の瞬間ｔ０がゼロ交差の瞬間ＺＣ’１前に３つの半周期が生じることが結論付けられることができる。
【００８７】
信号応答が本質的に正弦波であることを仮定すると、開始の瞬間は次式のように計算されることができる。  
ｔ０＝ｔＺＣ’１−３・（Ｔ／２）、ここで、
ｔ０は信号応答の開始の瞬間であり、
ｔＺＣ’１はゼロ交差の瞬間ＺＣ’１の発生の時間であり、
Ｔは振動する信号応答の１期間の時間である。
【００８８】
幾つかの応用では、信号応答の半周期の継続期間中にバリエーションが存在してもよい（即ち時間Ｔは信号応答を通して一定ではない）。このようなバリエーションを補償することが可能であることが当業者により認識されている。
【００８９】
したがって、この方法はまたピーク半周期が第１の正の半周期である信号応答でも良好に作用できる。これは図２の（ｂ）に示されている信号応答Ｅ２を観察することにより理解されることができる。この場合、ピーク半周期Ｅ２ｅに関連される最長の時間期間Ｔ１の前に登録された時間期間は存在しない。したがって、ピーク半周期Ｅ２ｅは第１の正の半周期であることが知られる。開始の瞬間はその後、ピーク半周期Ｅ２ｅの直前のゼロ交差の瞬間ＺＣ１を発見することにより決定されることができる。信号応答Ｅ２の開始の瞬間ｔ０はゼロ交差の瞬間ＺＣ１前の１つの半周期で生じる。
【００９０】
別の実施形態によれば、比較器の振幅しきい値はしきい値よりも低く、ここでステップ403と404は図２（ｅ）−（ｇ）と図４を参照して以下説明するように明白に実行されることができる。
【００９１】
ステップ403で、先行する半周期Ｅ２’ｅの振幅Ａｐｒｅｃとピーク半周期Ｅ２’ｆの振幅Ａｐｅａｋとの比率は関連される時間期間の継続時間に基づいて決定される。
【００９２】
信号応答Ｅ２’が本質的に正弦波であると仮定すると、それぞれの半周期の振幅は基本的な三角法により計算されることができる。
【００９３】
ステップ404で、比は先行する半周期が信号応答の一部であるかまたは雑音であると考えられるべきかを決定するためにしきい値に対して比較される。比がしきい値を超過するならば、即ちＡｐｒｅｃ／Ａｐｅａｋ≧しきい値であるならば、先行する半周期は信号応答に属すると考えられ、そうではないならば、先行する半周期は雑音であると考えられる。
【００９４】
図５は、しきい値振幅204が比較器により登録される雑音Ｎ１に対して十分に低い状態を示している。このような状態では、比は（雑音から生じる）先行する半周期Ｎ１ａの振幅とピーク半周期Ｅ２ｅの振幅との間で決定される。しかしながら、比はここではしきい値よりも低いので、先行する半周期Ｎ１ａはここでは信号応答の一部ではないと考えられ、ピーク半周期Ｅ２ｅは信号応答の第１の正の半周期であると考えられる。
【００９５】
本発明による方法は、ピーク半周期がそのピーク半周期を発見しピーク半周期と開始の瞬間との間に存在する正の半周期の数を反復的に評価することによって、２以上の正の半周期により先行されるときにも応用可能である。
【００９６】
その１例を図６を参照して説明する。ここで２つの正の半周期Ｅ”ｅ−ｆがピーク半周期Ｅ２”ｇと開始の瞬間ｔ０との間に位置されている。
【００９７】
最初に、ピーク半周期Ｅ２”ｇが決定される。その後、先行する半周期Ｅ２”ｆとピーク半周期Ｅ２”ｇの振幅の比が決定される。この比がしきい値を超過するので、先行する半周期Ｅ２”ｆはピーク半周期と開始の瞬間ｔ０との間で生じる半周期と解釈される。次に、新しい先行する半周期（ここでは最も最近識別された半周期Ｅ２”ｆに直接先行する正の半周期Ｅ２”ｅ）の振幅と最も最近識別された半周期Ｅ２”ｆの振幅との比が決定される。新しい先行する半周期Ｅ２”ｅと最も最近識別された半周期Ｅ２”ｆとの比がしきい値を超えるとき、新しい先行する半周期Ｅ２”ｅはピーク半周期Ｅ２”ｇと開始の瞬間ｔ０との間で生じた半周期として解釈される。次の反復では、雑音である半周期Ｎ１ａの振幅と最も最近識別された半周期Ｅ２”ｅの振幅との比が決定される。この比はしきい値よりも低いので、半周期Ｎ１ａは無視され、半周期Ｅ２”ｅは信号応答における第１の正の半周期として考えられる。これは反復が停止することも意味している。
【００９８】
振幅比が計算される実施形態では、比較器の振幅しきい値204は好ましくは評価された半周期の振幅の良好な指示を得るように選択される。
【００９９】
振幅しきい値が（評価された半周期の振幅に関して）高過ぎて設定されるならば、信号応答の第１の正の半周期は比較器により検出されない危険性がある。他方で、振幅しきい値が（評価された半周期の振幅に関して）低過ぎて設定されるならば、比較器により登録された時間における小さい変化は（信号応答の派生が静止レベル近くで大きく、半周期の上部近くでほぼゼロになるまで連続的に小さくなるので）信号応答の振幅の比較的大きい変化に対応する。
【０１００】
適切な振幅しきい値を発見するために、測定が開始されるときおよび／または信号が損失されるときに較正手順が行われることができる。その１例を図１と図２の（ｂ）を参照して以下説明する。
【０１０１】
較正手順が開始されるとき、増幅器122の増幅度は低い。一連の根本的に同一のトリガー信号Ｅ１がその後発生される。各トリガー信号Ｅ１に対して、対応する受信された信号応答Ｅ２は処理装置126により登録される。処理装置126はフィードバックループにより増幅器122を制御し、最高の振幅（ここではピーク振幅Ｅ２ｅ）を有する正の半周期の振幅が比較器124を飽和するまで、各受信された信号応答Ｅ２に対する増幅度を増加する。典型的な応用では、比較器124の飽和電圧は約５Ｖであることができる。
【０１０２】
振幅しきい値204はその後、比較器の飽和電圧の約５０％、即ちここでは約２．５Ｖに設定される。
【０１０３】
図７ａは本発明の別の実施形態を概略して示している。この実施形態は電子制御装置120がエネルギ蓄積媒体Ｃを具備する回路702と、回路702から捕捉された信号を抽出するためのアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器704とを具備する点で先に説明した実施形態とは異なっている。図７ｂで概略的に示されているように、回路702はダイオード706と抵抗Ｒ１と、ここではキャパシタＣであるエネルギ蓄積媒体Ｃとを具備している半波整流器702である。
【０１０４】
電子制御装置120の動作を図７ａ−ｂおよび図８を参照して説明する。ここでは半波整流器702に与えられる入力電圧Ｖｉｎは信号応答Ｅ２’である。さらに、ここではキャパシタＣは最初に放電されると仮定されている。
【０１０５】
図８は半波整流器702に与えられる入力電圧Ｖｉｎと、半波整流器702により出力された対応する出力電圧Ｖｏｕｔ（ここではキャパシタＣの両端の電圧）とを時間の関数として概略的に示している。
【０１０６】
（ここでは雑音である）第１の正の半周期Ｎ１ａが半波整流器702により受信されるとき、その半波整流器702に与えられる入力電圧Ｖｉｎは漸進的に増加され、その結果半波整流器702の出力電圧Ｖｏｕｔの対応する増加を生じる。入力電圧ＶｉｎはまたはキャパシタＣを充電する。その後、入力電圧Ｖｉｎが減少されるとき（即ち第１の正の半周期Ｎ１ａのピーク後）、キャパシタＣは放電を開始し、半波整流器702の出力電圧Ｖｏｕｔは減少される。しかしながら、図８から認められるように、回路702により出力される信号Ｖｏｕｔの電圧減少は実質的に信号応答Ｅ２’の電圧減少よりも遅い。
【０１０７】
その後、第２の正の半周期Ｅ２’ｅが半波整流器702により受信されるとき、入力電圧Ｖｉｎは再度漸進的に増加され、入力電圧ＶｉｎがキャパシタＣにおける電圧を超過するときキャパシタは充電を再度開始する。その後、入力電圧Ｖｉｎが減少されるとき（即ち第２の正の半周期Ｅ２’ｅのピーク後）、キャパシタＣは再度放電を開始し、出力電圧Ｖｏｕｔは再度減少される。
【０１０８】
手順はその後、その後の後続する正の半周期Ｅ２’ｆ−ｉについて反復される。
【０１０９】
Ａ／Ｄ変換器704は典型的に予め定められたサンプリング周波数で半波整流器により出力された信号Ｖｏｕｔを連続して抽出するように適合されることができる。
【０１１０】
各正の半周期Ｅ２’ｅ−ｉの振幅を決定するために、制御装置120はサンプルの１つのセットを選択するように構成されることができ、ここで各サンプル（ＳＮ１ａ，ＳＥ２’ｅ−ｉ）は半周期（Ｎ１ａ，Ｅ２’ｅ−ｉ）の異なる１つに関連され、各選択されたサンプルが問題としている半周期に関する予め定められたときに検出されるように選択される。例えば半周期の最後のゼロ交差の瞬間はＡ／Ｄ変換器704から得られた次のサンプルをメモリ128に記憶するように制御装置120をトリガーするために使用されることができる。示されている例では、これは図８に示されているようにサンプルＳＮ１’ａ、ＳＥ２’ｅ、ＳＥ２’ｆ、ＳＥ２’ｇ、ＳＥ２’ｈ、ＳＥ２’ｉで生じる。ピーク半周期Ｅ２’ｆはその後最大の振幅を有するサンプルに関連される正の半周期として発見されることができ、即ちここでは正の半周期Ｅ２’ｆがピーク半周期である。
【０１１１】
サンプルＳＥ２’ｇ、ＳＥ２’ｈ、ＳＥ２’ｉの電圧はここでは信号応答の対応する半周期Ｅ２’ｇ−ｉの電圧よりも高いが、これらのその後続する半周期Ｅ２’ｇ−ｉは先の半周期Ｅ２’ｆよりも低いことを決定するのに十分であるので正確な結果が獲られることに注意すべきである。
【０１１２】
ピーク半周期Ｅ２’ｆが決定された後、周期的に振動する信号Ｅ２’の開始の瞬間ｔ０は図４に示されている手順にしたがって決定されることができる。それを行うときに、サンプルの電圧は振幅比を計算するために使用されることができる。例えば先行する半周期Ｅ２’ｅの振幅とピーク半周期Ｅ２’ｆとの振幅の比は先行する半周期Ｅ２’ｅに関連されるサンプルＳＥ２’ｅの電圧とピーク半周期Ｅ２’ｆの振幅に関連されるサンプルＳＥ２’ｆの電圧との比として決定されることができる。
【０１１３】
当業者により認識されるように、キャパシタＣの放電速度、したがって半波整流器の出力電圧Ｖｏｕｔが減少される速度は抵抗Ｒ１の抵抗および／またはキャパシタＣのキャパシタンスを変更することにより調節されることができる。出力電圧Ｖｏｕｔは異なる半周期を比較するためまたは異なる半周期間の比を計算するために使用されるので、出力電圧が減少される速度は典型的に手順の信頼性については臨界的ではない。したがって出力電圧が減少される速度は好ましくは検出されるその後のエコーに対して十分に迅速であるように選択されることができる。代わりに、回路は抵抗Ｒ１と並列接続されることができる別の（随意選択的）抵抗Ｒ２を具備することができる。したがって、エコーが検出された後にスイッチ708を閉じることにより、半波整流器はリセットされることができる。本発明は主に幾つかの実施形態を参照して前述された。しかしながら前述の実施形態以外の他の実施形態が請求項により規定されているように、本発明の技術的範囲内で同等に可能であることが当業者により容易に認識されよう。
【０１１４】
例えば、前述の比較器は正の極性を有する半周期を検出するだけであるが、比較器が負の極性を有する半周期のみを検出する構成、または両極性の半周期を検出する比較器を有することが可能である。
【０１１５】
さらに、両極性の半周期が検出される状態では、反対の極性を有する半周期の振幅間の比が決定され、しきい値に対して比較されることができる。例えば図２の（ｅ）を参照して、ピーク半周期と開始の瞬間ｔ０との間に位置される半周期の数を決定するとき、半周期Ｅ２’ｆの振幅と半周期Ｅ２’ｂの振幅との比が決定され、しきい値に対して比較されることができる。
【０１１６】
また、ピーク半周期と開始の瞬間ｔ０との間に位置する半周期数を決定するとき、２つの負の半周期の振幅間の比が決定され、しきい値に対して比較されることができる。
【０１１７】
さらに、サンプリングが使用される実施形態では、Ａ／Ｄ変換器が十分に高いサンプリング周波数を有するならば直接的に信号応答をサンプルすることができる（即ちエネルギ蓄積媒体を有する回路は省略されることができる）。
【０１１８】
示された例は導波管中を伝播する波パッケージを示しているが、本発明は自由大気中を伝播する波パッケージにも同等に応用可能であることが認識される。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］周期的に振動する信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の開始の瞬間（ｔ０）を決定する方法において、
前記信号応答は前記信号応答における第１の半周期（Ｅ２ａ；Ｅ２’ａ）の極性に等しい極性を有する半周期の第１のセット（Ｅ２ａ−ｄ；Ｅ２’ａ−ｄ）と、前記信号応答における第１の半周期（Ｅ２ａ；Ｅ２’ａ）の前記極性と反対の極性を有する半周期の第２のセット（Ｅ２ｅ−ｈ；Ｅ２’ｅ−ｈ）とを有しており、前記方法は、
前記第１と第２のセットの選択された一方において、最高の振幅を有する前記半周期としてピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）を決定し、
前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）から既知の時間距離で生じる前記信号応答のゼロ交差の瞬間（ＺＣ１；ＺＣ’１）を決定し、
前記ゼロ交差の瞬間（ＺＣ１；ＺＣ’１）および前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）と前記開始の瞬間（ｔ０）との関係に基づいて、前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の開始の瞬間（ｔ０）を決定するステップを含んでいる方法。
［２］先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比を決定し、ここで前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）は前記第１と第２のセットの一方における前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）に直接先行する半周期であり、
前記比をしきい値へ比較し、
前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）と前記信号応答（Ｅ２’）の開始の瞬間（ｔ０）との間で生じる半期関数を前記比較に基づいて決定し、それによって前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）と前記開始の瞬間（ｔ０）との前記関係を決定するステップを含んでいる前記［１］記載の方法。
［３］前記比が前記しきい値よりも低いとき、前記ピーク半周期は前記信号応答の前記開始の瞬間の直後に生じる前記選択されたセットの前記半周期であると解釈するステップをさらに含んでいる前記［２］記載の方法。
［４］前記比が少なくとも前記しきい値に等しいとき、前記信号応答の前記ピーク半周期と前記開始の瞬間との間で生じる前記選択されたセットに少なくとも１つの半周期が存在すると解釈するステップをさらに含んでいる前記［２］又は［３］記載の方法。
［５］前記信号応答の前記ピーク半周期と前記開始の瞬間との間で生じる前記選択されたセット中にはただ１つの半周期しか存在しないと解釈するステップをさらに含んでいる前記［４］記載の方法。
［６］前記選択されたセットは半周期の前記第２のセットである前記［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の方法。
［７］前記先行する半周期は前記選択されたセットに属している前記［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の方法。
［８］前記ゼロ交差の瞬間は、前記ピーク半周期の直前又は直後に生じる前記ゼロ交差である前記［１］乃至［７］のいずれか１つに記載の方法。
［９］前記しきい値は、前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）に属する振動を雑音である振動（Ｎ１）から弁別するように選択される前記［１］乃至［８］のいずれか１つに記載の方法。
［１０］ピーク半周期と振幅の比との少なくとも一方は、前記信号応答のサンプルされていない表示から決定される前記［１］乃至［９］のいずれか１つに記載の方法。
［１１］前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ；Ｅ２’ｆ）は、
前記信号応答の振幅（Ｅ２；Ｅ２’）がしきい値振幅（204）を超過し、前記選択されたセットの前記半周期の極性に等しい前記極性を有する時間期間のセット（Ｔ１−Ｔ２；Ｔ’１−Ｔ’３）を検出し、
時間期間のセット中の最長の時間期間（Ｔ１；Ｔ２’）をピーク半周期に対応するとして解釈することにより決定される前記［１０］記載の方法。
［１２］さらに、前記時間期間のセット中の前記最長の時間期間に直接先行している前記時間期間（Ｔ’２）を前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）に対応すると解釈し、
前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比を前記関連される時間期間の継続期間に基づいて決定するステップを含んでいる前記［２］に従属する前記［１１］記載の方法。
［１３］前記ピーク半周期は、
エネルギ蓄積媒体（Ｃ）を具備する回路（702）へ前記信号応答（Ｅ２’）を与え、
前記回路（Ｃ）から出力信号（Ｖｏｕｔ）を獲得し、前記出力信号（Ｖｏｕｔ）は前記エネルギ蓄積媒体（Ｃ）における電圧に対応しており、
前記獲得した出力信号（Ｖｏｕｔ）をサンプリングし、
サンプルのセット（ＳＮ１ａ、ＳＥ２’ｅ−ｉ）を選択し、前記サンプルのセット中の各サンプル（ＳＮ１ａ、ＳＥ２’ｅ−ｉ）は半周期の前記第１と第２のセットの選択された一方中の前記半周期（Ｎ１ａ、Ｅ２’ｅ−ｉ）とは異なる他方に関連しており、前記関連される半周期に関して予め定められた場合に決定され、
前記最高の電圧を有する前記サンプルに関連される前記半周期を前記ピーク半周期（Ｅ２ｅ、Ｅ２’ｆ）として決定することにより決定される前記［１］乃至［９］のいずれか１つに記載の方法。
［１４］前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との前記比は、
エネルギ蓄積媒体（Ｃ）を具備する回路（702）へ前記信号応答（Ｅ２’）を与え、
前記回路から出力信号（Ｖｏｕｔ）を捕捉し、前記出力信号は前記エネルギ蓄積媒体（Ｃ）における電圧に対応しており、
前記捕捉された出力信号（Ｖｏｕｔ）をサンプリングし、
前記先行する半周期（Ｅ２’ｆ）に関連されるサンプル（ＳＥ２’ｅ）と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）に関連されるサンプル（ＳＥ１’ｆ）とを選択し、
前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）の振幅と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅との比を前記先行する半周期（Ｅ２’ｅ）に関連されるサンプル（ＳＥ２’ｅ）の電圧と前記ピーク半周期（Ｅ２’ｆ）の振幅に関連されるサンプル（ＳＥ２’ｆ）の電圧との比として決定することにより決定される前記［２］乃至［９］のいずれか１つに記載の方法。
［１５］前記サンプルが検出されたときの前記半周期に関する前記予め定められた場合は、前記半周期の最後に生じるゼロ交差の瞬間を決定し、前記識別されたゼロ交差の瞬間の後の予め定められた時間に生じるサンプルを選択することにより決定される前記［１３］または［１４］記載の方法。
［１６］前記信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）を発生するために使用されるトリガー信号（Ｅ１）は、理想的な信号応答（Ｅ２）に対して、半周期（Ｅ２ｅ−ｈ）の前記第２のセット中の前記第１の半周期が前記最大の振幅を有する前記半周期であるように構成される前記［１］乃至［１５］のいずれか１つに記載の方法。
［１７］前記［１］乃至［１６］のいずれか１つに記載の方法を実行するためのプログラム命令を有する処理装置で実行するためのソフトウェア。
［１８］前記信号応答を送信および受信するためのトランスデューサ手段（104）と、
前記受信された信号応答（Ｅ２；Ｅ２’）の開始の瞬間を決定するための前記［１］乃至［１６］のいずれか１つに記載の方法を実行するように構成されている処理装置（126）とを具備している音響測定装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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