在聲納和超聲波傳感器中，超聲波傳感器和聲納有什么區(qū)別？
聲納和超聲波傳感器都使用聲波來檢測和識別遠(yuǎn)處的物體。但是，超聲波傳感器專門發(fā)射超聲波；即頻率大于人類可聽范圍上限的振動。在聲納和超聲波傳感器中，物體發(fā)射或反射的聲波由設(shè)備檢測并分析它們包含的信息，從而識別沿其表面的輪廓。
聲納（聲納導(dǎo)航和測距）技術(shù)最初是作為一種探測冰山的手段而開發(fā)的，在第一次世界大戰(zhàn)期間，為了應(yīng)對日益增長的潛艇戰(zhàn)威脅，人們對它越來越感興趣。聲納傳感器發(fā)出聲波信號，當(dāng)遇到障礙物（物體）時反射回來，然后根據(jù)反射時間和波型計算物體的距離和位置。
主動聲納使用聲音發(fā)射器（或投影儀）和接收器。它產(chǎn)生聲音脈沖，然后監(jiān)聽脈沖的反射/回聲。該聲音脈沖通常使用由信號發(fā)生器、功率放大器和電聲換能器組成的聲納投影儀以電子方式生成。換能器是一種可以發(fā)送和接收聲學(xué)信號（“ping”）的設(shè)備。為了測量到物體的距離，從脈沖發(fā)送到接收的時間被測量并使用已知的聲速轉(zhuǎn)換為距離。
被動聲納監(jiān)聽而不發(fā)射。它經(jīng)常用于軍事環(huán)境，盡管它也用于科學(xué)應(yīng)用，特別是在海洋生物學(xué)中。被動聲納幾乎可以涵蓋任何涉及遠(yuǎn)程生成聲音的分析技術(shù)，盡管它通常僅限于應(yīng)用于水生環(huán)境的技術(shù)。聲納系統(tǒng)中使用的聲波頻率從非常低（次聲，通常小于20Hz）到極高（超聲波，大于20kHz）不等。一般來說，較低的頻率具有較長的范圍，而較高的頻率為給定的方向性提供更好的分辨率和更小的尺寸。聲納傳感器主要用于探測生物，廣泛用于探測水下動物及其運動。
超聲波傳感器尤其使用超聲波。超聲波是一種高于人類聽覺的振動頻率。超聲波傳感器發(fā)出一系列超聲波脈沖，計算回聲從物體彈回后返回所需的時間，并將反射聲轉(zhuǎn)換為電信號。超聲波傳感器的兩個主要組件是：發(fā)射器（使用壓電晶體產(chǎn)生聲音）和接收器（在聲音往返于目標(biāo)后檢測聲音）。這兩個組件可以組合成一個包。傳感器使用聲速來計算到物體的距離。
聲納和超聲波傳感器基本上使用相同的技術(shù)。兩者都有一個3維檢測區(qū)域-形狀像一個錐形-這使它們成為區(qū)域檢測的理想選擇。此外，它們在檢測透明物體、黑色物體和許多液體方面也沒有問題。在某些情況下，基于聲音的傳感器可能比雷達(dá)更有效地檢測物體。例如，雖然雷達(dá)，甚至基于光的傳感器都難以正確處理透明塑料，但超聲波傳感器對此沒有任何問題。它們不受被檢測材料顏色的影響。另一方面，如果物體是由吸收聲音的材料制成的，或者被配置或成形為使其反射聲波遠(yuǎn)離接收器，則讀數(shù)將不可靠。
與紅外（IR）傳感器相比，超聲波傳感器主要用作接近傳感器。它們可以在自動泊車技術(shù)和防撞安全系統(tǒng)中找到。它們還用于機(jī)器人障礙物檢測系統(tǒng)。超聲波傳感器在工業(yè)（制造）、國防和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著眾多不可或缺的應(yīng)用。超聲波在工業(yè)中的典型應(yīng)用是無損檢測（使用聲波檢測零件和材料的變形和缺陷）和超聲波測厚儀。
在醫(yī)學(xué)上，超聲換能器在非侵入性內(nèi)部成像檢查中提供了不可或缺的用途。超聲成像是通過使用超聲的回聲時間和反射聲的多普勒頻移來確定到目標(biāo)內(nèi)部器官的距離及其運動來創(chuàng)建的。水位傳感是另一個很好的用途，可以通過將傳感器放置在水面上方以“看到”水體底部來實現(xiàn)。通過正確的設(shè)置，超聲波傳感器甚至可以測量流體流速。在最簡單的情況下，發(fā)射器和接收器（在這種配置中應(yīng)該是分開的）與流體的流動對齊。由于聲音通過移動介質(zhì)傳播，因此相對于流體元素的聲速將隨著流體本身的速度而增加或減少。這可以通過將發(fā)射器和接收器彼此以一定角度對齊來應(yīng)用于管道內(nèi)的流動，根據(jù)兩者之間的三角關(guān)系計算有效速度增加。通過使用來自多個超聲波元件的數(shù)據(jù)，可以提高流速精度，使結(jié)果精確到幾個百分點。
綜上所述，聲納和超聲波傳感器的工作原理是利用聲波探測物體，接收目標(biāo)的反射回波來測量距離。主動聲納發(fā)射脈沖以精確找到物體，而被動聲納只接收其范圍內(nèi)物體的回波。超聲波傳感器的工作頻率大于20kHz。這些系統(tǒng)中使用的傳感器能夠?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為超聲波，反之亦然；將超聲波轉(zhuǎn)換為交流電。一些系統(tǒng)使用單獨的傳感器進(jìn)行發(fā)送和接收，而另一些系統(tǒng)將這兩種功能結(jié)合到一個傳感器或收發(fā)器中。這些系統(tǒng)根據(jù)飛行時間測量和傳播介質(zhì)中的聲速確定距離。
