1 Hz～2 kHz標(biāo)準(zhǔn)水聽器規(guī)范

11Hz～2kHz標(biāo)準(zhǔn)水聽器檢定規(guī)程本規(guī)程適用于頻率在1Hz～2kHz范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)水聽器的首次檢定、后續(xù)檢定和使用IEC60565Ed.2:2006,Underwateracoustics-Hydrophones-C單位：伏[特],V。3.2水聽器聲壓靈敏度(pressuresensitivity3.3聲壓靈敏度級(pressuresensitivitylevel)水聽器聲壓靈敏度M。與參考聲壓靈敏度M之比的以10為底對數(shù)乘以20。23.4振動液柱(vibratingcolumn)注入開口剛性圓管形容器的液體所形成的液柱，當(dāng)它振動時，在液柱中產(chǎn)生一個與由壓電補償換能器、壓電零位移檢測器、源換能器和上下剛性蓋板所組成的剛性密閉水腔，源換能器被激勵時，能在密閉水腔中生成已知均勻聲壓場。標(biāo)準(zhǔn)水聽器用于檢定測量水聽器和測量水中聲壓。標(biāo)準(zhǔn)水聽器由壓電或其他換能材5計量性能要求5.1.1對不帶前置放大器的標(biāo)準(zhǔn)水聽器，在電纜端測得的絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ(測試電壓100V),測得的電容值與使用說明書中提供的數(shù)值相差不超過±20%。5.1.2對帶前置放大器的標(biāo)準(zhǔn)水聽器，當(dāng)振動信號傳入到水聽器敏感元件時，電纜端應(yīng)有相應(yīng)的電壓輸出。5.2聲壓靈敏度[級]5.3聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)在整個使用頻率范圍內(nèi)，聲壓靈敏度級的不均勻性不超過±2.0dB。6通用技術(shù)要求6.1通用要求6.1.1標(biāo)準(zhǔn)水聽器的特性和構(gòu)造應(yīng)適合于在水溫(5~30)℃、水深(0～10)m的環(huán)境6.1.2標(biāo)準(zhǔn)水聽器與水接觸的表面應(yīng)是光滑的、非多孔性的和能被水浸潤的。36.2.1標(biāo)準(zhǔn)水聽器使用的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)保證其有長期的使用穩(wěn)定性，水聽器暴露于水6.2.2高阻抗的敏感元件應(yīng)有靜電屏蔽，靜電屏蔽應(yīng)與電纜的屏蔽連接，并與暴露于1)制造商的名稱；2)產(chǎn)品的型號；3)產(chǎn)品的序列號。6.3.2每只標(biāo)準(zhǔn)水聽器應(yīng)附有單獨的出廠校準(zhǔn)資料。出廠校準(zhǔn)資料應(yīng)包括標(biāo)準(zhǔn)水聽器6.3.3非供操作者使用的部件，應(yīng)采用密封或標(biāo)記的方法加以保護，以免影響標(biāo)準(zhǔn)水室溫：10℃~30℃;相對濕度：30%～90%;水溫：5℃~30℃。1)信號源作頻率范圍1Hz～2kHz,頻率示值誤差不超過±0.5%;最大輸出電壓不低于10V峰值，電壓示值誤差不超過±1%;相位可調(diào)范圍不小于0°~359.9°,最小調(diào)節(jié)步距不大振動液柱法：工作頻率范圍20Hz～1kHz,頻率示值誤差不超過±0.5%;最大輸出電壓不低于10V峰值，電壓示值誤差不超過±1%。2)鎖相放大器：工作頻率范圍1Hz~2kHz,靈敏度優(yōu)于10μV,動態(tài)范圍不低于90dB,電壓測量最大允許誤差±1%,相位測量最大允許誤差±0.5°。3)前置放大器：工作頻率范圍1Hz~2kHz,輸入阻抗值應(yīng)比零位移檢測器和被44)程控開關(guān)：工作頻率范圍1Hz～2kHz,通道間的串?dāng)_應(yīng)小于-80dB。5)功率放大器壓電補償法：工作頻率范圍1Hz~2kHz,輸出阻抗與源換能器阻抗相匹配，輸出波形失真(THD+N)不大于2%;振動液柱法：工作頻率范圍20Hz～1kHz,輸出阻抗與振動臺中激勵器阻抗相匹配，輸出波形失真(THD+N)不大于2%。6)濾波器壓電補償法：工作頻率范圍1Hz～2kHz,頻帶寬度任意可調(diào)，衰減斜度不低于振動液柱法：工作頻率范圍20Hz～1kHz,1/3或1/1倍頻程。7)測量放大器：工作頻率范圍1Hz~2kHz,放大倍數(shù)不低于40dB,放大倍數(shù)的8)數(shù)字電壓表：電壓測量最大允許誤差±0.5%。9)加速度計(含適調(diào)放大器):靈敏度不低于1mV/(m·s-2),最大允許誤差±2%。10)振動臺：動態(tài)推動力不小于充水容器負載質(zhì)量的10倍，垂直諧振頻率大于5kHz,振動波形失真(THD+N)不大于2%。11)示波器：雙通道。12)兆歐表：測試電壓100V,絕緣電阻測量最大允許誤差±10%。13)電容表：電容值測量范圍不小于100μF;電容測量最大允許誤差±5%。14)計算機：帶儀器控制接口。1)壓電補償腔是由壓電補償換能器、壓電零位移檢測器、源換能器和上下剛性蓋2)采取有效的隔振措施，避免源發(fā)射器的振動通過結(jié)構(gòu)直接耦合至補償換能器、3)腔中充滿經(jīng)過除氣處理的清潔淡水，腔的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排盡腔內(nèi)殘余空氣；4)補償腔中補償換能器的特征常數(shù)(按附錄A進行測量)K。值的測量不確定度2)液柱容器內(nèi)液柱(經(jīng)過除氣處理的清潔淡水)的高度應(yīng)大于液柱的直徑，并小7.2檢定項目5首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗外觀檢查+十十絕緣電阻++十電容+++聲壓靈敏度[級]+十+聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)++2.“+”表示需檢項用”表示不需檢項目。7.3.1外觀檢查標(biāo)準(zhǔn)水聽器應(yīng)具有清晰的標(biāo)志，包括制造商的名稱、產(chǎn)品的型號、產(chǎn)品的序列號等。外觀應(yīng)完好會無影響正常工作的機械損傷等。出廠校準(zhǔn)資科應(yīng)符合6.3.2的要求。把不帶前置放大器的標(biāo)準(zhǔn)水聽器的敏感元件部分置于水中，電纜末端接到兆歐表兩端，測得的絕緣電阻值應(yīng)符合5.1.1的要求。把不帶前宣政大器的標(biāo)準(zhǔn)水所器的電纜未端接到電容表兩端，測得的電容值應(yīng)符合5.1.1的要求首次檢定、后續(xù)檢定：當(dāng)被檢標(biāo)準(zhǔn)水聽器的結(jié)構(gòu)和尺寸適合置于補償腔體中時，用壓電補償法檢定；當(dāng)被檢標(biāo)準(zhǔn)水聽器不便置于補償腔體中，且頻率范圍只為20Hz~使用中檢驗：壓電補償法檢定時按7.3.4.1.2的1)、⑥實施；振動液柱法檢定時7.3.4.1.1檢定裝置壓電補償法檢定裝置組成框圖如圖1所示。1)檢定前作如下準(zhǔn)備：測量補償腔中補償換能器的特征常數(shù)K。,測量方法見附錄A;用經(jīng)過除氣處理的清潔淡水充滿補償腔，并排除腔內(nèi)氣泡；用無腐蝕作用的洗滌劑擦洗被檢標(biāo)準(zhǔn)水聽器表面，在水中浸泡至少1h后，通過連接件固定于補償腔內(nèi)，其對2)按圖1所示連接各測量儀器、補償腔各部分及被檢標(biāo)準(zhǔn)水聽器。6計算機計算機個示波器彈性填充物水聽器信號源3)開啟所有儀器設(shè)備，并預(yù)熱15min。4)把功率放大器的放大量調(diào)到適宜值。5)在實際工作狀態(tài)下通過激勵和停止激勵源換能器，檢查零位檢測器開路輸出電壓U?和被檢標(biāo)準(zhǔn)水昕器開路輸出電壓U?的信噪比，其值應(yīng)不小于30dB。6)將檢定裝置的工作頻率設(shè)置到500Hz,被檢水聽器的輸出波形應(yīng)無明顯畸變。7)操作計算機，從硬盤調(diào)出相應(yīng)的測量程序，輸入需要測量的頻率序列。8)按圖2所示的流程圖進行控制和測量，當(dāng)程控儀器調(diào)至面板控制狀態(tài)時也可進行人工手動逐點測量。程控開關(guān)調(diào)至“1”是否結(jié)束?是程控開關(guān)調(diào)至“2”是結(jié)束710)按公式(1)計算聲壓靈敏度[級](dB)。重復(fù)測量6次，計算不同頻率下的聲壓靈敏度[級],結(jié)果應(yīng)符合5.3的要求。被檢水聽器2度h達到適當(dāng)值(通常L取20cm～30cm,h取10cm～15cm),測量不確定度應(yīng)不大于1.5%。87)調(diào)節(jié)適調(diào)放大器，使其有適當(dāng)?shù)碾妷盒盘栞敵觥?)在實際工作狀態(tài)下通過把被檢水聽器移入和移出液柱檢查被檢水聽器輸出開路9)將檢定裝置的工作頻率設(shè)置到500Hz,被檢水聽器的輸出波形應(yīng)無明顯畸變。10)啟動計算機，按圖4所示流程圖，運行管中聲速測量程序，測定當(dāng)時狀態(tài)下液柱諧振頻率，按照液柱高度等于諧振頻率下四分之一波長的關(guān)系計算聲速c。否否ii是f()=f?11)由計算機輸入需要測量的頻率序列，按圖5所示流程圖運行水聽器靈敏度測量初始化否程控開關(guān)調(diào)至否是是存儲和輸出程控開關(guān)調(diào)至“2”圖5振動液柱法測量流程圖912)記錄有關(guān)測量數(shù)據(jù)。13)按公式(2)計算聲壓靈敏度[級](dB)。M=20lg(U?/U?)-20lgh-201gp+20lgM?-20lgK-120重復(fù)測量6次，計算不同頻率下的聲壓靈敏度[級],結(jié)果應(yīng)符合5.3的要求。聲壓靈敏度級頻率響應(yīng)由各檢定頻率點上的聲壓靈敏度級構(gòu)成。結(jié)果應(yīng)符合5.3的B中的B.1、B.2。附錄A開口容器開口容器信號源零位移檢測器補償換能器1)開啟所有儀器，預(yù)熱15min后，調(diào)節(jié)低頻信號源輸出信號的頻率和幅值，使開口容器作甚低頻振動(振動頻率低于補償腔系統(tǒng)共振頻率的1/50,通常不高于0.3Hz),2)低頻信號源同樣的輸出信號通過幅值和相位控制器后激勵補償換能器，調(diào)節(jié)幅零值),這時有等式(A.1)。pg△h=K。U。附錄B送檢單位：水聽器型號：一、外觀檢查二、絕緣電阻(100V)VIΩ頻率靈敏度M頻率靈敏度M校準(zhǔn)頻率按1/3倍頻程，或根據(jù)客戶的指定。檢定依據(jù)：JJG1018—20071Hz～2kHz標(biāo)準(zhǔn)水聽器檢定規(guī)程vm二、絕緣電阻(100V):MΩ頻率靈敏度M頻率標(biāo)準(zhǔn)水聽器的主要量值為靈敏度，以下分別就C.2聲壓靈敏度測量(壓電補償腔法)的不確定度評定A類評定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于測量的重復(fù)性，在相同測量條件下對聲壓靈敏125聲壓靈敏度測量(壓電補償腔法)的B類評定不確定度主要來源于1)水聽器開路電壓U;測量引入的不確定度分量水聽器開路電壓U;測量的誤差不超過±0.15dB,以均勻分布考慮，取k=√3,則水聽器開路電壓U;測量引入的不確定度分量為：2)補償電壓U。值測量引入的不確定度分量補償電壓U。發(fā)生器輸出電壓值測量的誤差不超過±0.1dB,以均勻分布考慮，取k=√3,則補償電壓U。測量引入的不確定度分量為：3)零位移指示引入的不確定度分量由零位移指示誤差導(dǎo)致不完全補償?shù)恼`差不超過±0.15dB,以均勻分布考慮，取k=√3,則零位移指示誤差引入的不確定度分量為：4)振動對補償換能器直接耦合引入的不確定度分量源換能器工作時的振動對補償換能器直接耦合的誤差不超過±0.1dB,以均勻分布考慮，取k=√3,則振動對補償換能器直接耦合引入的不確定度分量為：5)補償腔內(nèi)聲壓場的不均勻性引入的不確定度分量補償腔內(nèi)聲壓場的不均勻性不超過±0.3dB,以正態(tài)分布考慮，取k=2,則補償腔內(nèi)聲壓場的不均勻性引入的不確定度分量為：6)補償換能器特征常數(shù)K。值測量引入的不確定度分量補償換能器特征常數(shù)K。值的測量不確定度為0.12dB,以正態(tài)分布考慮，取k=2,則補償換能器特征常數(shù)K。值測量引入的不確定度分量為：數(shù)值/dB1平均值實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差2水聽器開路電壓U;測量3補償電壓U。值測量4零位移指示誤差導(dǎo)致不完全補償?shù)恼`差5振動對補償換能器直接耦合的誤差6補償腔內(nèi)聲壓場的不均勻性7ug=√u2(U?)+u2(U?)+u2(K?)+取包含因子k=2,則聲壓靈敏度測量(壓電補償腔法)的擴展不確定度為C.3聲壓靈敏度測量(振動液柱法)的不確定度評定M=20lg(U;/U?)-20lgh-20lgp+20lgM?-20lgK-120 K—波動修正系數(shù)(其值 ,(振動液柱法)重復(fù)測量6次，得到的結(jié)果如表C.3所示。C.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評定聲壓靈敏度測量(振動液柱法)的B類評定不確定度主要來源于：1)水聽器開路電壓U;測量引入的不確定度分量電壓表讀數(shù)誤差、測量通道傳遞誤差及干擾等引起的水聽器開路電壓U;測量的誤2)輸出電壓U。測量引入的不確定度分量電壓表讀數(shù)誤差、測量通道傳遞誤差及干擾等引起的加速度電荷放大器輸出電壓U?測量的誤差不超過±0.2dB,以均勻分布考慮，取k=√3,則輸出電壓U。測量引3)水聽器深度測量引入的不確定度分量水聽器深度測量的誤差不超過±0.15dB,以均勻分布考慮