水面上雷達(dá)用電磁波測(cè)距，水下卻行不通——電磁波在水里衰減極快。水下測(cè)距靠的是超聲波。一臺(tái)小小的手持測(cè)深儀，怎么用超聲波“看穿”上百米水深?下面拆開講。

　　一、回聲測(cè)距：和水上雷達(dá)同一個(gè)道理

　　探頭(換能器)發(fā)射一束超聲波，碰到水底(或障礙物)反射回波，儀器記下“發(fā)射到接收”的時(shí)間t，再用公式算距離：

　　距離 = 聲速 × t ÷ 2

　　“÷2”是因?yàn)槌暡ㄗ吡艘粋€(gè)來回。這和雷達(dá)測(cè)距同一個(gè)道理，只是從電磁波換成了超聲波——超聲波在水里衰減遠(yuǎn)小于電磁波，所以能跑很遠(yuǎn)。

　　二、200米怎么做到的?

　　水下測(cè)量范圍不是“功率越大越遠(yuǎn)”那么簡(jiǎn)單，靠三件事配合：

　　1. 頻率選低頻，信號(hào)走得更遠(yuǎn)

　　88kHz 比 200kHz 波長(zhǎng)更長(zhǎng)、水中衰減更小，所以 88kHz 量程最少能測(cè)量到到 300m;200kHz 大約能做到200m 內(nèi)精確測(cè)距。

　　M80傳感器有兩款，第一款是200KHz的，第二款是88KHz的，用戶根據(jù)自己需要選擇。

　　2. 發(fā)射角控制能量

　　200kHz 發(fā)射角 8.7°±0.9°，超聲波像手電筒，能量集中向前，回波更強(qiáng);88kHz 16.5°±1.7° 覆蓋更寬。

　　在相同發(fā)射電壓、相同距離下，88kHz的回波信號(hào)本身比200kHz更強(qiáng)(低頻衰減更慢)，但200kHz通過窄發(fā)射角將能量收攏成“窄光束”，能量密度更高，打到目標(biāo)上的信號(hào)強(qiáng)度不弱，因此中距離精確測(cè)距同樣表現(xiàn)優(yōu)異——選哪個(gè)頻率，看你是要“照得遠(yuǎn)”還是“照得準(zhǔn)”。

　　3. 接收要靈敏，聲速要補(bǔ)準(zhǔn)

　　回波信號(hào)很弱，接收電路要有足夠的靈敏度才能捕捉到微弱信號(hào)。同時(shí)用溫度傳感器補(bǔ)償聲速——水中聲速約1500 m/s，溫度每變化1℃，聲速變化約4～5 m/s。如果不做溫度補(bǔ)償，時(shí)間測(cè)準(zhǔn)了，距離也會(huì)算偏。

　　三、為什么最大測(cè)量深度和測(cè)量精度要分開看?

　　S20 Pro+ 精度 0.02m ±0.5% D(D=當(dāng)前所測(cè)量程)。這個(gè)公式里有一個(gè)容易被忽略的細(xì)節(jié)(精度是跟著量程走的)。注意 ±0.5% D 是相對(duì)量程的：

　　? 測(cè) 10m，絕對(duì)誤差約 ±0.05m;

　　? 測(cè) 200m，絕對(duì)誤差約 ±1.00m。

　　所以“200m量程”和“厘米級(jí)精度”是兩件事——探測(cè)距離遠(yuǎn)，選量程;探測(cè)距離近，選精度+合適頻率。兩者共同決定測(cè)深數(shù)據(jù)的實(shí)際價(jià)值，這正是M80傳感器同時(shí)提供88kHz和200kHz兩種頻率的意義所在：88kHz負(fù)責(zé)深水大范圍掃測(cè)，200kHz負(fù)責(zé)中距離精確測(cè)距，用戶可根據(jù)實(shí)際需求選擇對(duì)應(yīng)頻率的探頭。