11Hz～2kHz標準水聽器檢定規程本規程適用于頻率在1Hz～2kHz范圍內標準水聽器的首次檢定、后續檢定和使用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，當它振動時，在液柱中產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。標準水聽器用于檢定測量水聽器和測量水中聲壓。標準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準水聽器，在電纜端測得的絕緣電阻應大于100MΩ(測試電壓100V),測得的電容值與使用說明書中提供的數值相差不超過±20%。5.1.2對帶前置放大器的標準水聽器，當振動信號傳入到水聽器敏感元件時，電纜端應有相應的電壓輸出。5.2聲壓靈敏度[級]5.3聲壓靈敏度級頻率響應在整個使用頻率范圍內，聲壓靈敏度級的不均勻性不超過±2.0dB。6通用技術要求6.1通用要求6.1.1標準水聽器的特性和構造應適合于在水溫(5~30)℃、水深(0～10)m的環境6.1.2標準水聽器與水接觸的表面應是光滑的、非多孔性的和能被水浸潤的。36.2.1標準水聽器使用的材料和結構應保證其有長期的使用穩定性，水聽器暴露于水6.2.2高阻抗的敏感元件應有靜電屏蔽，靜電屏蔽應與電纜的屏蔽連接，并與暴露于1)制造商的名稱；2)產品的型號；3)產品的序列號。6.3.2每只標準水聽器應附有單獨的出廠校準資料。出廠校準資料應包括標準水聽器6.3.3非供操作者使用的部件，應采用密封或標記的方法加以保護，以免影響標準水室溫：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%;相位可調范圍不小于0°~359.9°,最小調節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,靈敏度優于10μV,動態范圍不低于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,輸入阻抗值應比零位移檢測器和被44)程控開關：工作頻率范圍1Hz～2kHz,通道間的串擾應小于-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，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,放大倍數不低于40dB,放大倍數的8)數字電壓表：電壓測量最大允許誤差±0.5%。9)加速度計(含適調放大器):靈敏度不低于1mV/(m·s-2),最大允許誤差±2%。10)振動臺：動態推動力不小于充水容器負載質量的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，避免源發射器的振動通過結構直接耦合至補償換能器、3)腔中充滿經過除氣處理的清潔淡水，腔的結構應便于排盡腔內殘余空氣；4)補償腔中補償換能器的特征常數(按附錄A進行測量)K。值的測量不確定度2)液柱容器內液柱(經過除氣處理的清潔淡水)的高度應大于液柱的直徑，并小7.2檢定項目5首次檢定后續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++2.“+”表示需檢項用”表示不需檢項目。7.3.1外觀檢查標準水聽器應具有清晰的標志，包括制造商的名稱、產品的型號、產品的序列號等。外觀應完好會無影響正常工作的機械損傷等。出廠校準資科應符合6.3.2的要求。把不帶前置放大器的標準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符合5.1.1的要求。把不帶前宣政大器的標準水所器的電纜未端接到電容表兩端，測得的電容值應符合5.1.1的要求首次檢定、后續檢定：當被檢標準水聽器的結構和尺寸適合置于補償腔體中時，用壓電補償法檢定；當被檢標準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)檢定前作如下準備：測量補償腔中補償換能器的特征常數K。,測量方法見附錄A;用經過除氣處理的清潔淡水充滿補償腔，并排除腔內氣泡；用無腐蝕作用的洗滌劑擦洗被檢標準水聽器表面，在水中浸泡至少1h后，通過連接件固定于補償腔內，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準水聽器。6計算機計算機個示波器彈性填充物水聽器信號源3)開啟所有儀器設備，并預熱15min。4)把功率放大器的放大量調到適宜值。5)在實際工作狀態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?和被檢標準水昕器開路輸出電壓U?的信噪比，其值應不小于30dB。6)將檢定裝置的工作頻率設置到500Hz,被檢水聽器的輸出波形應無明顯畸變。7)操作計算機，從硬盤調出相應的測量程序，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，當程控儀器調至面板控制狀態時也可進行人工手動逐點測量。程控開關調至“1”是否結束?是程控開關調至“2”是結束710)按公式(1)計算聲壓靈敏度[級](dB)。重復測量6次，計算不同頻率下的聲壓靈敏度[級],結果應符合5.3的要求。被檢水聽器2度h達到適當值(通常L取20cm～30cm,h取10cm～15cm),測量不確定度應不大于1.5%。87)調節適調放大器，使其有適當的電壓信號輸出。8)在實際工作狀態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置到500Hz,被檢水聽器的輸出波形應無明顯畸變。10)啟動計算機，按圖4所示流程圖，運行管中聲速測量程序，測定當時狀態下液柱諧振頻率，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調至否是是存儲和輸出程控開關調至“2”圖5振動液柱法測量流程圖912)記錄有關測量數據。13)按公式(2)計算聲壓靈敏度[級](dB)。M=20lg(U?/U?)-20lgh-201gp+20lgM?-20lgK-120重復測量6次，計算不同頻率下的聲壓靈敏度[級],結果應符合5.3的要求。聲壓靈敏度級頻率響應由各檢定頻率點上的聲壓靈敏度級構成。結果應符合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，預熱15min后，調節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，調節幅零值),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校準頻率按1/3倍頻程，或根據客戶的指定。檢定依據：JJG1018—20071Hz～2kHz標準水聽器檢定規程vm二、絕緣電阻(100V):MΩ頻率靈敏度M頻率標準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類評定的標準不確定度主要來源于測量的重復性，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致不完全補償的誤差不超過±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)補償腔內聲壓場的不均勻性引入的不確定度分量補償腔內聲壓場的不均勻性不超過±0.3dB,以正態分布考慮，取k=2,則補償腔內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K。值測量引入的不確定度分量補償換能器特征常數K。值的測量不確定度為0.12dB,以正態分布考慮，取k=2,則補償換能器特征常數K。值測量引入的不確定度分量為：數值/dB1平均值實驗標準偏差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致不完全補償的誤差5振動對補償換能器直接耦合的誤差6補償腔內聲壓場的不均勻性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(其值 ,(振動液柱法)重復測量6次，得到的結果如表C.3所示。C.3.3標準不確定度的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