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1、U I 廷 三 Ab , 6 8 1 . 8 8 餐lA , , 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 c s / T 4 1 2 8 一 1 9 9 5 声学标准水听器 A c o u s t ic s -S t a n d a r d h y d r o p h o n e 1 9 9 5 一 0 7 一 0 3 发布1 9 9 6 一 0 2 一 0 1 实施 国家技术监督局 发 布 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB / T 4 128 一 1 99 5 声学标准水听器代替G B 4 1 2 8 -8 4 Ac o u s t ic s -S t a n d a r
2、 d h y d r o p h o n e 本标准参照采用I E C 5 0 0 : 1 9 7 4 ( 标准水听 器 及I E C 8 6 6 : 1 9 8 7 工作于0 . 5 -1 5 M H : 频率范围内水 听器的特性和校准方法1 0 1 主题内容与适用范围 本标准规定了用作 1 1 0 MH z 频率范围内计量器具的压电型标准水听器的主要性能参数和其他 技术要求。 本标准适用于对生产厂制造的水声、 超声计量器具的标准水听器的质量评价。 2 引用标准 GB 3 2 2 3 水声换能器自由场校准方法 G B 3 9 4 7 声学名词术语 GB 4 1 3 。 水听器低频校准方法 G
3、 B / T 1 5 6 1 1 高频水听器的校准方法 3 术语 本标准中 所用的声学术语均按G B 3 9 4 7 的 规定。 分类 4 . 1 按使用目的和校准不确定度分成二级。 4 . 1 . 1 标准水听器( 也称一级标准水听器) , 用作计量标准器具或作精确的声学测量, 此类水听 器应使 用G B 3 2 2 3 , G B 4 1 3 0 及G B / T 1 5 6 1 1 规定的绝对校准方法进行校准。 4 . 1 . 2 测量水听器( 也称二级标准水听器) , 用作工作计量器具。 此类水听器 应使用G B 3 2 2 3 , G B 4 1 3 0 规定的比较校准方法进行校准。
4、 4 . 2 按使用 频率范围分成二段 4 . 2 . 1 低频 水听器 使用频率范围为I H z -1 0 0 k H z , 注:低频水听器在不致混淆时可简称水听器. 4 . 2 . 2 高频水听器 使用频率范围 为0 . 1 1 0 M H z , 5 主要性能参救 本标准规定的主要性能 参数的技术指标, 应在水温5 3 0 0C , 水深0 1 0 m的环境条件下测量。并 应给出实际测量的环境条件。 51 低颇 水听器 5 . 1 . 1 低频 标准水听器 国 家技米监督局1 9 9 5 一 0 7 一 0 3 批准1 9 9 6 一 0 2 一 0 1 9A G B / T 4 1
5、2 8 一1 9 9 5 5 . 1 . 1 . 1 灵敏度 级 声压灵敏度或低频自 由场灵敏度应不低于一2 0 5 d B ( 0 d B = 1 V 今P a ) , 注: 低频自由场灵敏度是指自由场灵敏度频响曲线平坦部分的平均值。 此处灵敏度均为开路电压灵敏度. 5 . 1 . 1 . 2 自由场灵敏度频率响应 在整个使用频率范围内, 至少有三个十倍程的范围, 自 由 场灵敏度的不 均匀 性应小于士1 . 5 d B , 5 . 1 . 1 . 3 指向性 a . 水平指向性: 在最高使用频率下的一3 d B波束宽度应大于 3 0 0 , 在选定方向( 或主轴) 的士5 0 范 围内,
6、灵敏度变化应小于士。 . 2 d B , b . 垂直指向性: 在最高使用频率下的一3 d B波束宽度应大于 1 5 0 , 在选定方向( 或主轴) 的士2 - 范 围内, 灵敏度变化应小于士 。 . 2 d B , 5 . 1 . 1 . 4 动态范围 在 6 0 d B的动态范围内, 水听器的输出电压应与自由场声压成线性关系, 其偏差应小于士。 . 5 d B. 5 . 1 . 1 . 5 稳定性 a . 温度稳定性: 在 。 - 4 0 的工作温度范围内, 灵敏度与 2 3 时的灵敏度的偏差应不大于 。 . 0 4 d B / 。 b . 静压稳定性: 在。 1 0 0 m水深内, 灵敏
7、 度的 变化应不 大于0 . 3 d B / M P a , c . 时间稳定性: 在校准周期一年的时间内, 灵敏度的变化应不大于士。 . 7 d B , 5 . 1 . 2 低频 测量水听器 5 . 1 . 2 . 1 灵敏度 级 声压灵敏度或低频自由 场灵敏度应不低于一2 1 0 d B ( 0 d B -4 L 工 V / ) . P a ) , 注:见5 . 1 . 1 . 1的注、 . 5 . 1 . 2 . 2 自由场灵敏度频率响应 在整个使用频率范围内, 至少有三个十倍程的频率范围, 自由场灵敏度的不均匀性应小于士2 d B , 5 . 12 . 3 指向性 a . 水平指向性
8、: 在使用的频率范围内应是全向的, 其指向性图与理想的全向指向性图的偏差应小 于士2 d B . b . 垂直指向性: 在最高使用频率下的一3 d B波束宽度应大于 3 0 . 5 . 1 . 2 . 4 动态范围 在 6 0 d B的动态范围内, 水听器的输出电压应与自由场声压成线性关系, 其偏差应小于士1 d B , 5 . 12 . 5 稳定性 a . 温度稳定 性: 在0 - 4 0 的工作温度范围内。灵敏度 变化应不 大于。 . 0 5 d B / “C , b . 静压稳定性: 在。 1 0 0 m的水深内, 灵敏 度的 变化应不大于0 . 4 d B / M P a , c .
9、时间 稳定性: 在校准周期一年的时间内, 灵敏度的 变化 应不 大于士1 . 5 d B , 5 . 2 高频水听器 5 . 2 . 1 高频标准水听器 5 2 1 . 1 灵敏度 级 灵敏度应不低于一2 6 5 d B ( o d B -1 V 加P a ) , 注: 该灵敏度为自由场灵敏度频响曲线平坦部分的开路电压灵敏度的平均值. 5 . 2 . 1 . 2 自由场灵敏度频率响应 在 整 个 使 用 , 率 范 围 内 , 应 至 少 有 2 音 倍 , 程 的 范 围 , 自 由 场 灵 敏 度 的 不 均 匀 性 刁 、 于 士 2 d B , 且 频 率每改变 1 0 0 k H z
10、 时灵敏度的变化应小于士 。 . 5 d B , 5 . 2 - 1 . 3 指向性 G B / T 4 1 2 8 一 1 9 9 5 a . 有效立体角: 在最高使用频率下, 一6 d B的 波束宽度应大于1 5 0 , b . 波束对称性: 在有效立体角内, 波束的不对称性应小于士 3 d B , c轴偏差; 最大灵敏度方向与几何对称轴方向间的偏差应小于 3 0 a 5 . 2 . 1 . 4 动态范围 在 4 0 d B的动态范围内, 水听器的输出电压应与自由场声压成线性关系, 其偏差应小于士1 d B。在 信噪比大于6 d B 的条件下, 能测量的最小声压级应不低于1 9 0 d B
11、 ( 0 d B -1 p P a ) . 5 . 2 . 1 . 5 稳定性 a . 温度稳定性 : 在 1 6 3 0 的范围内, 灵敏度与 2 3 。 时的灵敏度的偏差应不大于士1 d B , 在 3 0 - 4 0 的范围内, 灵敏度与2 矛 时的灵 敏度的偏差应不大于士 2 d B , b . 时间 稳定 性: 在校准 周期一年的时间内, 灵敏度的变化应不 大于士2 d B , 5 . 2 . 2 高频测量水听器 5 . 2 . 2 . 1 灵敏度 级 灵敏度应不低于一2 7 0 d B ( 0 d B -1 V 加P a ) , 注:见5 . 2 . 1 . 1条的注. 5 . 2
12、 - 2 . 2 自由 场灵敏度频率响 应 在 整 个 使 用 , 率 范 围 内 , 至 少 有 2 合 倍 频 程 的 范 围 , 自 由 场 灵 敏 度 的 不 均 匀 性 小 于 土 4 d B , 且 频 率 每改变 l o o k H z 时灵敏度的变化应小于士1 d B , 5 . 2 - 2 . 3 指向性 同5 . 2 . 1 . 3 条的规定。 5 . 2 - 2 . 4 动态范围 同5 . 2 . 1 . 4 条的规定。 5 . 2 - 2 . 5 稳定性 a . 温度稳定性, 在 1 6 - 3 0 的范围内, 灵敏度与 2 3 时的灵敏度的偏差应不大于士1 . 5 d
13、 B, 在 3 0 - 4 0 的范围内, 灵敏度与 2 3 C时的灵敏度的偏差应不大于士3 d B , b . 时间稳定性: 在校准周期一年的时间内, 灵敏度的变化应不大于士3 d B . 6 其他技米要求 6 . 1 机械性能要求 6 . 飞 - 1 水听器暴露于水中的所有金属和非金属部件均应采用耐腐蚀的材料制作。 6 . 1 . 2 水听器的参考声中心位置与参考方向应有明显标志。 6 . 1 . 3 水听器与水接触的表面应是光滑的、 非多孔性的和能被水浸润的。 6 . 2 电学性能要求 6 . 2 . 1 对不带前置放大器的 低频 水听器, 在电缆端测得的绝缘电阻应大于 1 0 0 Mn
14、(测试电压不小 于 1 0 0 V ) 。对高频水听器, 绝缘电阻应大于 l o o k r l , 6 . 2 . 2 高阻抗的敏感元件应有静电屏蔽。 静电屏蔽和水听器暴露于水中的金 属外壳应与电缆的屏蔽连 接。 6 . 2 . 3 低频 水听器的 连接屏蔽电缆应不少于1 0 m , 6 . 2 . 4 当敏感元件的电容量小于连接电缆的电容量时, 可加接前置放大器。水听器与前置放大器之间 连接电缆的长度由生产厂给定。 cB/ T 412 8一 19 95 附录A 制造厂提供的数据资料 ( 参考件) A 1 不带前盖放大器的水听器 a . 灵敏度 级d B( O d B =1 V / p P
15、a ) ; b . 频率范围和均匀频响范围以及频响曲线H z ; c . 电 缆末 端处的电容量 p F ; d . 电缆末端处的绝缘电阻( 直流)S 1 ; e . 给出至少四个典型频率( 其中包括最高使用频率) 上的水平与垂直指向性图; f . 在水听器的外壳上应有参考声中 心位置和测量方向 的明 显标志; 9 . 敏感元件材料的品名和型号; h . 敏感元件的位置及元件的尺寸; 1 . 示出电 缆接线图; .I . 与液体相接触的 外露金属材料的品名和型号; k . 与液体相接触的外套或包敷材料的品名和型号; 1 . 电缆长度m; m. 不计及电缆的尺寸m m; n . 计及电 缆时的重
16、量k g ; 。 . 工作温度范围; P . 温度稳定 性d B 或d B / “C; q . 最大工作深度m; r . 静压稳定性d B; s . 储存条件; t . 时间稳定性d B , A 2 带前置放大器的水听器 A 2 . 1 水听器系统 a . 灵敏度 级d B ( 0 d B Q1 V/ p P a ) ; b . 频率范围和均匀频响范围以及频响曲线H z ; 等效噪 声压谱级的频率特性曲 线d B ( 0 d B =1 p P a / 丫 H z ) ; d . 过载声压级d B ( 0 d BQ1 p P a ) ; e . 水听 器头的电容量P F ; f . 给出至少四个
17、典型频率( 其中包括最高使用频率) 上的水平和垂直指向 性图; 9 . 在水听器的外壳上应有参考中心位置和测量方向的明显标志; h . 敏感元件材料的品名和型号; t . 敏感元件的位置及元件的尺寸; 3 . 示出电缆接线图; k . 与液体相接触的外露金属材料的品名和型号; 1 . 与液体相接触的外套或包敷材料的品名和型号; , . 电缆长度m; GB/ T 412 8一 1 995 n . 不计及电缆的尺寸mm; 。 . 计及电 缆时的重fi tk g ; p . 工作温度范围; 9 . 温度稳定 性d B或d B / C; r . 最大工作深度m; s . 静压稳定性d B; t . 储
18、存条件; u . 时间 稳定 性d B . A 2 . 2 前置 放大器 a . 频率响应; b . 增益d B; c . 输入电容p F; d . 输入电阻M S 1 ; e . 最大输入电压mV; f . 自噪声( 宽带、 输入端短路)k V; 9 . 输出电容产 F ; h输出电阻n; i 供电电源电压V; I消耗电流mA, 附录B 水听器等效嗓声压谱级的测量 ( 参考件) B1原理 水听器的等效噪声压是平行于水听 器的主轴传播的平面 正弦式 行波, 使水听器产生的开路电压等 于带宽 1 H: 的噪声电压时所具有的声压.用公式表示为: P . = ( U , / M) , ” ” (B
19、l) 式中: P = 水听器的等效嗓声压, 带宽1 H z , P a ; U , 水听器 端的带宽1 H z 的开 路噪 声电 压. V ; M 水听 器的自 由场灵敏度, V / P a , 在实际测量中, 测量水听器端的开路噪声电压 所用 滤波器的带宽叮 通常大于1 H z , 即实测的是带 宽A f中的有效电压U, 因 而由公式( B 1 ) 得到的 也是带宽4 f 中的有效噪声压。由 于水听器或水听器系 统的自 噪声主要是热噪声, 在带宽4 f范围内 可以 认为 是频谱均匀的、 连续的白噪 声, 故水听器的 等效 噪声压可表示为: p . 二p J=U / ( M . u ,/ o
20、f ) ” , . . . . . . ( B 2 ) 式中: A 水听器的等效噪 声压, P a / 了 沪 H z ; A 带宽 f中的 有效噪声压, P a ; 4 f -滤波器的有效带宽, H z ; GB/ T 412 8一 199 5 U带宽 了中的有效噪声压, V; M,带宽 了中有效自由场灵敏度, V / P a , 若自由场灵敏度M 在带宽 了内不随频率变化或呈线性变化, 则有效自由场灵敏度可用其中心频 率的值来代替。 若其变化呈非线性或不规则, 则应由 下式求得: M _ (斌M df ) ( B 3 ) 式中: 带宽o f =几-f 几, f , 为测量频带的上、 下限频
21、率。 水听器的等效噪声压若用声压级表示, 则称为水听器的等效噪声压谱级, 为: 坏 = 2 0 1g ( P , / p .o ) =2 0 1g c ( p , / , / p , 带宽盯 中的有效噪声压, P a ; p o - 基准 声压, 等于1 p P a ; 。 了 滤波器的有效带宽, H z ; A f o 基准带宽, 等于 1 H z ; 与 带 宽盯 中的有效噪声压级, d B ( 0 d B -1 p P a ) , 由式( B 2 ) , 则上式可写成: L , 二L U 一M ,一l o lg a f ” ” ” ” ” ” “ ( B 5 ) 式中: L 。 二2 0
22、 1 g U, d B ( O d B -1 V ) ; M , 有效自由 场灵敏度 级 , d B ( 0 d B -1 V 加P a ) , B 2 测f方法 水听器等效噪声压的测量装置如图B l 所示。 待测水听器应置于真空中. 并与基础隔振, 以避免环境噪声、 外界振动等对测量的影响。 图B 1 水听器等效噪声压测址装置示意图 G B / T 4 1 2 8 一 1 9 9 5 前置放大器应是低噪声的, 测量中此噪声应至少比被测水听器的自噪声小 1 0 d B 。 其输入阻抗应比 水听器的输出电阻抗 大 1 0 0 倍, 否则应对测量结 果进行修正。 前置放大器的增益K一般应不小于4
23、0 - 8 0 d B , 并应精确测定。 频谱分析仪的 输入阻抗应比前 置放大器输出 阻抗大1 0 0 倍, 其测量带宽最好是可变的, 测量中应 根 据具体情况选择带宽 f , 以使能正确反映出水听器等效噪声压谱级的频率特性。 附加说明: 本标准由全国声学标准化技术委员会提出。 本标准由中国科学院声学研究所、 中国船舶工业总公司 7 1 5 所、 7 2 1 厂、 上海交通大学负责起草。 本标准主要起草人徐唯义、 贾友娣、 宋受锐、 寿文德。 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 本人有各种国内外标准 20 余万个, 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准,全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址:豆丁下载网址: http:/
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