水下距离测量/传感

我正在大学的一个包含ROV的项目中工作。我正在尝试提出一种简单的方法来创建距离感应系统，该系统不需要大量的工作。非常简单的东西，可以测量到20厘米，分辨率相当。

我研究了超声波，但显然在水中效果不佳+防水很麻烦，而且红外线也不理想。我购买了探鱼器，因此可以使用换能器，但是它也有很多障碍，即创建过滤器。

有什么简单的方法可以破解探鱼器，或者使用MCU和传感器创建简单的感应单元？

如果可以免除破解现成设备的要求，那么低成本和易于实现的范围传感器选项是：

• 使用405纳米蓝色激光作为投影元件。这些在eBay上的价格为13美元左右： 使用环氧灌封胶为模块防水-镜头安装件已经防水，请勿在镜头上使用环氧树脂。
• 或者，修改甚至更便宜（在eBay上不到5美元）的405 nm 5 mW激光指示器，使其防水并拉出电源引线。您可以尝试使用透明橡胶外科手术手套的手指，以获得可行的防水选择。
• 为了扩大覆盖范围：使用平行棱镜分割激光束-在平面上对5束光束进行5分割将是理想的选择。
• 使用光电晶体管或光电达林顿作为感测元件-在可见光谱的蓝色端选择灵敏度良好的零件
• 将传感元件安装在靠近激光的地方，指向与激光相同的方向。
• 为了提高选择性，请将紫蓝凝胶滤光片放在光电晶体管的前面，以阻挡或显着衰减远离所需光谱范围（405 nm）的入射光。
• 随着激光+传感器组合接近任何反射或色散表面，入射在光电晶体管上的蓝色（405 nm）光的强度会增加。即使没有来自表面的镜面反射，也会发生这种情况，因为由于散斑图案的形成，准直的激光束仍然会在源方向上反射回来。
• 不幸的是，如果水具有显着的气泡活性或悬浮的颗粒物质，则该方法将行不通，因为即使前方没有固体反射表面，斑点图案的强度仍将很高。
• 尽管这听起来有点违反直觉，但是1 mW蓝色激光在水中的反射信号强度通常足够强，可以被光电晶体管检测，即使没有垂直入射的激光入射表面，而直接反射是可能会使光电晶体管不堪重负，因此需要采取适当的预防措施。
• 校准光电晶体管上的接收信号强度以保持距离，您便有了水下接近传感器。
• 不要忘记使用环氧灌封胶来防水所有裸露的电路走线，组件，电线和连接。

为什么在红外LED或激光无法使用的情况下可以这样做：

• 可见光谱的红色端（以及红外线的更多端）被水吸收的强度大约是紫色/蓝色的100倍： ^来自本文

为什么这适用于激光但不一定适用于UV LED：

• 来自LED的光没有被准直，因此在返回方向上没有得到显着增强，而反射和衍射的组合通过散斑图案形成而导致针对准直激光束的这种返回信号的显着脉冲增强。

这款用于距离测量的水下超声波传感器可能正是您想要的。正如Michael Karas所指出的，对不起，超声波传感器的额定值为30cm-3m。但是，此站点可能还有另一个合适的选择。

您可以使用水下传感器创建自己的模块。你应该阅读这，如果你还没有准备好。

我可以用任何简单的方法破解探鱼器，或使用MCU和传感器创建简单的感应单元？？？

我对鱼类发现者不是很熟悉，但是我敢打赌，您可以得到一个真正便宜的鱼类发现者，它具有数据输出，并尝试对其进行修改以适合您的项目。但是我认为范围对您来说会很大，因为您只需要20cm，在这个距离上探鱼器（或它的传感器）很可能不太准确。

这是我链接的第一个模块的便宜版本，（至少我认为是这样）防水超声波传感器测距模块并不是要在水下使用，但它可能会根据您设备的深度为您工作。

我之前曾进行过这种水深测量，发现压力传感器和鼓泡器（即鱼饵槽通风器）的工作原理很好，如本“浮船坞巡逻” YouTube视频https://youtu.be/0CRarPCHXk0所示和所述。Floating Dock Patrol中的Micro是Parallax的一款（Raspberry Pi也可以使用）。我发现Ghosh先生的回答非常有趣，因此我将尝试一下（我正在为激光创意采购零件）。我曾尝试入侵探鱼器，但在浅水中探鱼器的准确性很差，而且噪音很大。超声波传感器无法工作，因为它们会从水里弹起。到目前为止，起泡器效果最好，但是蓝色激光可能是一种更简单的方法。

我可能对这个聚会不太晚，但是任何一种尖锐的IR接近传感器都可以在水下工作，非常适合短距离拍摄。我将它们用于我当前正在研究的项目中的这个应用程序。您将需要对它们进行防水处理，并将其放置在某种允许红外的外壳后面。我使用GoPro外壳，将传感器固定在适当的位置，并安装了一个小的通孔密封套（可以从McMaster Carr或类似的供应商处获得）。它们确实具有非线性响应，并且您可能必须根据测试结果将值映射到传感器的响应，因为IR在水中会大量衰减，但是该传感器成本低廉，易于安装和利用。值得注意的是，它仅是短距离应用的理想选择。

作为一种经验参考，我在各种鱼类发现者身上的经验表明，它们在不足1英尺的水中不能很好地工作。我怀疑他们需要最小的距离才能正确听到反射声。如果换能器靠在平坦的表面上，则读数不正确。接收器也可能是高度定向的，因此当接收器与反射表面的距离小于1英尺时，它会错过反射。