超声波

移动机器人要获得自主行为，其最重要的任务之一是获取关于环境的知识。这是用不同的传感器测量并从那些测量中提取有意义的信息而实现的。视觉、红外、激光、超声波等传感器都在移动机器人中得到实际应用。超声波传感器以其性价比高、硬件实现简单等优点，在移动机器人感知系统中得到了广泛的应用。但是超声波传感器也存在一定的局限性，主要是因为波束角大、方向性差、测距的不稳定性（在非垂直的反射下）等，因此往往采用多个超声波传感器或采用其他传感器来补偿。

超声波测距模块有好多种类型，目前比较常用的有URM37超声波传感器默认是RS232接口，可以调为TTL接口，URM05大功率超声波传感器测试距离能到10米，算是目前来说测试距离比较远的一款了，另外还有比较常用的国外的一款韩国Hagisonic 超声波测距传感器模块 - HG-C40U。

随着传感器技术的推广应用，机器人的发展也备受关注，同时也因为传感器技术的进步，使得工业机器人的发展有了支持。可见传感器为推动中国机器人产业快速有序发展立下了汗马功劳。在机器人中使用的超声波传感器是一个电子模块，测量距离在3cm到400cm之间。它可以用于帮助机器人避开障碍物，或用于其他相关项目的距离测量和避障工程。传感器可谓是用来检测机器人自身的工作状态，以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件。不仅能感受规定的被测量，还能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

机器人是由计算机控制的复杂机器，它具有类似人的肢体及感官功能；动作程序灵活；有一定程度的智能；在工作时可以不依赖人的操纵。机器人传感器在机器人的控制中起了非常重要的作用，正因为有了传感器，机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力。因此机器人可代替或协助人类完成各种工作，凡是枯燥的、危险的、有毒的、有害的工作，都可由机器人大显身手。机器人除了广泛应用于制造业领域外，还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天等其他领域。机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

对不同的大小和种类的储油罐，所用液位传感器的性能特点也不一样且根据不同的测量原理和方法，每种测量仪表都有其自身的优点及适合应用工况罐区液位仪表的发展趋势是高精度、多功能、高度自动化的方向发展，并且一些罐区包含给生产装置供料的任务，因此必须要有较高测量精度及自动化程度下面介绍一下超声波液位传感器在油罐检测中相关的应用。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

超声波物位计的超声波信号由超声波探头发出，经液体或固体物料表面反射后折回，由同一个探头接收，测量超声波的整个运行时间，从而实现物位的测量。

近些年来，工业水平的不断发展位测量占据极为重要的地位，而且对液位测量的精度、广度和抗干扰性提出了越来越高的要求，液位测量数据是实现生产和过程控制的重要参数。储液罐藏储液体的总量就是利用液位测量进行管理和控制的。早期，由于工业领域生产规模不大，液位测量主要采用机械测量方法。但随着生产规模的扩大在很多自动化工业生产系统中，需要对系统进行实时液位监测，而超声波具有指向性强、能量消耗缓慢、与被测物无需直接接触等优点，因此较为广泛地应用于液位测量之中。

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波传感器利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。其中超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。因此超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测尤其是在阳光不透明的固体中。其检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天。

当超声波在液体中传播时，探头1发射的超声波脉冲被探头2所接收，同时，探头2也发射超声脉冲，探头1接收，则顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减少，同一传播距离就有不同的传播时间，利用传播时间之差与被测流速之关系求取流速，进而得出流量。