通过超声波换能器的接收电压能计算测量距离吗？

[点击量：2909][来源：湛江风暴注册有限公司 -销售部]

2016-03-18

最近有不少人买了水下超声波换能器（110Khz），用于水下测深，水下避障。超声波换能器在水下测量距离，一般是这样计算的：(接收超声波的时间-发射超声波的时间)×水中超声波的声速÷2。

因为超声波换能器在水下接收到超声波之后，是转化为电压信号，根据信号的强弱有μV、mV、V几种，这种电压信号不是数字信号是模拟量信号。有好几位用户就询问，我能不能根据超声波换能器接收的电压来计算出超声波换能器到被测物体的距离。

为了解释这个问题，我们首先要了解一下，超声波换能器在水下接收到超声波之后转化为电压信号，这个电压信号会受到哪些因素的影响，就能够知道能不能根据电压信号来计算出超声波换能器水下测距的距离。

为了方便解释，湛江风暴注册有限公司以下都把换能器频率定为110Khz±5%，脉冲发射电压是500VPP，使用同一个换能器做测试。

1、被测量距离跟电压的关系(在水没有流动的情况下，水温是20～25℃)。

使用1米×1米的平板作为反射目标，在距离0.6米处对着平板发射超声波，接收到的没有经过放大的信号幅度有1.9～2.1V。

在距离3米处对着平板发射超声波，接收到的没有经过放大的信号幅度有350～400mV。

2、在相同距离，不同水温下测量(在水没有流动的情况下)。

水温是0～5℃，使用1米×1米的平板作为反射目标，在距离3米处对着平板发射超声波，接收到的没有经过放大的信号幅度有400～450mv。

①＜3cm/S水流

②20～23cm/S水流

③55～57cm/S水流

④90～100cm/S水流

接收到的信号幅度从大到小排列是：3cm/S水流＞20～23cm/S水流＞55～57cm/S水流＞90～100cm/S水流。

根据上面的几种实验，我们可以看出，影响超声波接收信号大小的原因很多。如果用电压的大小来计算测量的距离是很不可靠的。

图1

水温是30～35℃，使用1米×1米的平板作为反射目标，在距离3米处对着平板发射超声波，接收到的没有经过放大的信号幅度有350～400mv。

可以看到，在同样距离下，水温低，接收信号幅度会大一些，水温高，接收信号幅度会低一些。

3、不同反射目标对接收信号幅度的影响

湛江风暴注册有限公司在同样距离上，对着1米×1米的平面反射板测量的反射信号最强。对着0.30×0.30米的反射板测量，信号就低了很多。如果是对着一个篮球一样的球形物体发射，信号更小。

在同样距离上，对着河底测量，不同的河底反射信号所体现出来的电压大小也各不相同。越是淤泥，反射信号越小。越是硬的河底，反射信号越强。

4、不同水质下对接收信号幅度的影响。

在同样距离下，对着1米×1米的平板测量，我们使用了几种不同污泥含量的水质。

①清水

②100mg/L的浑水。

③200mg/L的浑水。

④500mg/L的浑水。

接收到的信号幅度从大到小排列是：清水＞100mg/L的浑水＞200mg/L的浑水＞500mg/L的浑水。

5、水的流动对接收信号幅度的影响。

在同样距离下，同样的水质下，对着同样大小的反射板，我们在不同水的流速下进行测量。

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