在我們的日常生活中，有很多應用到水下的設備，比如潛水泵、水下機器人等等，這些設備的出現都離不開一個重要的工具，那就是超聲波測距儀。那么水下測距是什么？針對超聲波水下測距用的功率放大器該如何選擇呢?

　　超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)水(shui)(shui)(shui)下(xia)測(ce)(ce)距(ju)是一種利用(yong)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)在水(shui)(shui)(shui)中傳(chuan)播特性進行距(ju)離測(ce)(ce)量的技術。超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)水(shui)(shui)(shui)下(xia)測(ce)(ce)距(ju)是指(zhi)利用(yong)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)在水(shui)(shui)(shui)中傳(chuan)播的特性，通過發送超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)信(xin)號并接收回波(bo)(bo)(bo)信(xin)號，計算回波(bo)(bo)(bo)信(xin)號往返時間，從而(er)得到目標物(wu)體與測(ce)(ce)量儀器之間的距(ju)離。由于聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)在水(shui)(shui)(shui)中傳(chuan)播速度(du)相(xiang)對較慢，因(yin)此超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)水(shui)(shui)(shui)下(xia)測(ce)(ce)距(ju)常用(yong)于水(shui)(shui)(shui)下(xia)環(huan)境(jing)中的距(ju)離測(ce)(ce)量。

　　超聲波(bo)水下測距的原理

　　1、聲波在(zai)水中傳播特(te)性(xing)

　　聲(sheng)波(bo)(bo)在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)傳(chuan)(chuan)播(bo)速度約為1500米(mi)/秒，比在(zai)空氣中(zhong)傳(chuan)(chuan)播(bo)速度要快得多。聲(sheng)波(bo)(bo)在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)傳(chuan)(chuan)播(bo)時(shi)，由于(yu)水(shui)(shui)分子之(zhi)間(jian)的彈性碰撞，聲(sheng)波(bo)(bo)會(hui)逐(zhu)漸衰減，傳(chuan)(chuan)播(bo)距離(li)受到(dao)限(xian)制。然(ran)而，在(zai)一定距離(li)范(fan)圍內，超聲(sheng)波(bo)(bo)信號(hao)(hao)仍然(ran)能(neng)夠保持(chi)足夠的強度進行回波(bo)(bo)信號(hao)(hao)接收(shou)。

　　2、產(chan)生回波信(xin)號(hao)的條件

　　要實(shi)(shi)現超(chao)(chao)聲波(bo)水(shui)下(xia)測(ce)距，必須滿(man)足(zu)兩個條(tiao)件：一是(shi)發(fa)射的(de)超(chao)(chao)聲波(bo)信(xin)號(hao)(hao)能夠(gou)到達目(mu)標(biao)物體，二是(shi)目(mu)標(biao)物體能夠(gou)對超(chao)(chao)聲波(bo)信(xin)號(hao)(hao)產(chan)生反射。在實(shi)(shi)際(ji)應用(yong)中，通(tong)常(chang)采用(yong)高指向性天(tian)線(xian)或換能器（Transducer）來發(fa)射和(he)接收(shou)超(chao)(chao)聲波(bo)信(xin)號(hao)(hao)，以(yi)確保信(xin)號(hao)(hao)的(de)定向性和(he)接收(shou)回波(bo)信(xin)號(hao)(hao)的(de)可靠性。

　　3、計(ji)算回(hui)波信號往返時間

　　超(chao)聲(sheng)(sheng)波水(shui)下(xia)測(ce)距(ju)的核心思想是測(ce)量超(chao)聲(sheng)(sheng)波信(xin)號(hao)往返于目(mu)標(biao)物體與測(ce)量儀器之(zhi)間(jian)(jian)的時間(jian)(jian)。假設(she)聲(sheng)(sheng)波傳播速度(du)為v，目(mu)標(biao)物體與測(ce)量儀器之(zhi)間(jian)(jian)的距(ju)離為d，則超(chao)聲(sheng)(sheng)波信(xin)號(hao)往返時間(jian)(jian)為2d/v。通過(guo)測(ce)量這個時間(jian)(jian)，我們可以計算出目(mu)標(biao)物體與測(ce)量儀器之(zhi)間(jian)(jian)的距(ju)離。

　　講完了超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)水(shui)下(xia)(xia)測(ce)(ce)距(ju)的原理？那么我們在(zai)進(jin)(jin)行(xing)(xing)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)水(shui)下(xia)(xia)測(ce)(ce)距(ju)時(shi)，都會用(yong)到什么測(ce)(ce)試儀(yi)器(qi)呢？首先(xian)，就是(shi)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)距(ju)傳感器(qi)，它在(zai)工業中有(you)著(zhu)廣(guang)泛(fan)的應(ying)用(yong)，其可以應(ying)用(yong)到多(duo)種領域，比如在(zai)軍事(shi)上(shang)就有(you)廣(guang)泛(fan)的應(ying)用(yong)。其實(shi)水(shui)下(xia)(xia)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)距(ju)儀(yi)與水(shui)面上(shang)的超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)距(ju)儀(yi)是(shi)有(you)很(hen)大不同(tong)的，因(yin)為水(shui)面上(shang)使用(yong)的是(shi)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)，而水(shui)下(xia)(xia)使用(yong)的是(shi)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)。所(suo)以在(zai)水(shui)下(xia)(xia)用(yong)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)距(ju)傳感器(qi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)測(ce)(ce)量時(shi)，需要注意(yi)以下(xia)(xia)幾點:

　　選(xuan)擇合適的(de)功率放大器

　　一般來說，我們(men)在選擇功率(lv)(lv)放(fang)大器的時候，主要(yao)要(yao)了解實驗應用(yong)中(zhong)(zhong)所需(xu)要(yao)用(yong)到的測(ce)試參(can)數、測(ce)距(ju)范圍(wei)、測(ce)距(ju)精(jing)度以(yi)及可檢測(ce)環境(jing)中(zhong)(zhong)的距(ju)離(li)等(deng)(deng)幾個方(fang)面。比如水(shui)下有(you)障礙物、水(shui)下有(you)很深的地(di)方(fang)、測(ce)量距(ju)離(li)在3-5米以(yi)內等(deng)(deng)等(deng)(deng)這些(xie)環境(jing)都需(xu)要(yao)根據不同的參(can)數需(xu)求等(deng)(deng)使用(yong)合適的功率(lv)(lv)放(fang)大器進行輔(fu)助(zhu)測(ce)量。

　　ATA-4052高壓功率放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~500kHz

　　電壓：310Vp-p（±155Vp）

　　電流：2.82Ap

　　功(gong)率：437.1Wp

　　壓擺(bai)率：345V/μs

　　可程控

　　測量(liang)時注意環境(jing)因素

　　在使用超(chao)聲(sheng)波測距儀(yi)進行測量時(shi)，還要注意環境因(yin)素對(dui)其測量結果帶來(lai)的影(ying)(ying)響，比(bi)如水、大(da)氣(qi)等因(yin)素都會對(dui)測量結果造(zao)成(cheng)一定程度上的影(ying)(ying)響。所以在使用時(shi)要注意水或者大(da)氣(qi)環境因(yin)素對(dui)超(chao)聲(sheng)波測距儀(yi)造(zao)成(cheng)的影(ying)(ying)響，并(bing)及時(shi)調整(zheng)檢測參數。

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