在全球新技術(shù)革命興起的浪潮之下,，我國確定了節(jié)能環(huán)保,、新能源,、新一代信息技術(shù)、生物,、高端裝備制造,、新材料和新能源汽車七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),。同時由于物聯(lián)網(wǎng)屬于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)延伸和應(yīng)用,，生產(chǎn)力和生產(chǎn)資料的不斷革新,，煤礦機(jī)電設(shè)備也得到迅速的推廣和發(fā)展。在煤礦生產(chǎn)中,，機(jī)電沒備占據(jù)著越來越重的位置,，縱穿生產(chǎn)一線上的每個環(huán)節(jié)。大量的采煤設(shè)備引進(jìn)到煤礦當(dāng)中使用,，煤礦的開采量也隨之增加,，但開采量增加的同時帶來了一個新的問題——如何將開采出來的煤安全快速地運(yùn)輸出去。針對這一問題,，我國煤礦采取增加機(jī)車運(yùn)輸車輛,、提高電動機(jī)車的車速和機(jī)車24 h作業(yè),。這樣一來，駕駛員容易出現(xiàn)疲勞駕駛和注意力不集中,，從而帶來一系列安全隱患問題,，因此設(shè)計出一套機(jī)車防撞報警系統(tǒng)，對于煤礦安全有著非常重要的意義,。而這套系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于測距——測量前方障礙物到機(jī)車的距離,，當(dāng)今超聲波傳感器久經(jīng)眾多工業(yè)任務(wù)的考驗,，是距離測量和物體有無檢測的理想解決方案,。超聲波測距作為一種典型的非接觸測量方法，在很多場合,，諸如工業(yè)自動控制,，建筑工程測量和機(jī)器人視覺識別等方面得到廣泛的應(yīng)用。與其他幾種測距方法相比,，不受光照度,、煙霧、電磁干擾等因素的影響,，目前已普遍應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá),、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場。近年來,，使超聲波測距系統(tǒng)在提高有效作用距離的同時,，相應(yīng)提高測量精度與抗干擾能力，成為超聲波測距技術(shù)的又一個重要研究方向,。
超聲波測距傳感器測距原理
超聲波測距儀是由超聲波發(fā)射器,、接收器和信號處理裝置三部分組成。超聲波作為一種特殊的聲波,，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦?，超聲波測距就是利用其反射特性來工作的。超聲波發(fā)射器不斷發(fā)出一系列連續(xù)脈沖（比如30 kHz的超聲波）,，并給測量邏輯電路提供一個短脈沖,。超聲波接收器則在接收到所發(fā)射超聲波遇障礙物反射回來的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個短脈沖,，再利用雙穩(wěn)電路把上述兩個短脈沖轉(zhuǎn)化為一個方波脈沖,。方波脈沖的寬度即為兩個短脈沖之間的時間間隔。測量這個方波脈沖的寬度就可以確定發(fā)射器與探測物之間的距離,。同時根據(jù)測量出輸出脈沖的寬度,，即測得發(fā)射超聲波與接受超聲波的時間間隔，從而就可求出機(jī)車與障礙物之間的距離[S]：[S=12vt] 式中：[v]為超聲波音速（即聲速）,；[t]為時間,。
超聲波測距傳感器雖然具有許多優(yōu)點但是超聲波測距的遠(yuǎn)近取決于發(fā)射功率和接收靈敏度，發(fā)射功率越大返回的能量就越強(qiáng)，檢測的距離也就越遠(yuǎn),，但與此同時帶來的副作用是余波時間也越長導(dǎo)致無法測量近距離的物體,；在測量越遠(yuǎn)距離的障礙物時返回的回波信號也就越微弱，必須先經(jīng)過放大電路進(jìn)行處理,。放大倍數(shù)越大,，靈敏度就越高，測量的距離也就越遠(yuǎn),，但與此同時干擾信號也隨之放大導(dǎo)致測量出的距離出現(xiàn)錯誤現(xiàn)象,。因此，合理地控制好發(fā)射功率和接收靈敏度,，將會使測量距離和穩(wěn)定性達(dá)到一個較佳的狀態(tài),。
結(jié)合煤礦自身的復(fù)雜環(huán)境考慮為了滿足超聲波遠(yuǎn)距離測距的目的工釆網(wǎng)推薦MaxBotix 高性能聲吶測距儀 超聲波傳感器 - MB7040，該產(chǎn)品屬于工業(yè)室外I2CXL-MaxSonar-WR傳感器并且擁有一個堅固的PVC外殼,，提供IP67級防護(hù)能力,。這些傳感器提供短到長的距離探測和范圍狹窄的波束角。另一方面I2CXL-MaxSonar-WR戶外超聲波傳感器具有高功率輸出,、噪聲抑制,、自動校準(zhǔn)。除了標(biāo)準(zhǔn)的I2CXL-MaxSonar-WR外,，還開發(fā)了在一些危險的化學(xué)環(huán)境中需要額外保護(hù)的F選項,。極具腐蝕性的氣體或液體會降低或損害傳感裝置的運(yùn)行。因此,，我們提供了一種化學(xué)惰性的密封,，使我們的傳感器能夠在所有的化學(xué)環(huán)境中操作。除了化學(xué)電阻外,，傳感器在潮濕或塵埃環(huán)境中性能也有所提高,。