辯籍鞋辯籍鞋側掃聲吶2020-10-14發布2021-01-01實施JJG(交通)165—2020VerificationRegulationof主要起草單位：交通運輸部天津水運工程科學研究所國家水運工程檢測設備計量站山東科技大學參加起草單位：廣州中海達衛星導航技術股份有限公司北京藍創海洋科技有限公司哈爾濱工程大學北京星天科技有限公司交通運輸部東海航海保障中心上海海事測繪中心上海華測導航技術股份有限公司天津大學天津水運工程勘察設計院蘇交科集團股份有限公司北京海卓同創科技有限公司青島哈船海聲科技有限公司蘇州聲光達水下探測儀器有限公司本規程委托全國水運專用計量器具計量技術委員會負責解釋JJG(交通)165—2020楊鯤(交通運輸部天津水運工程科學研究所)陽凡林(山東科技大學)柳義成(國家水運工程檢測設備計量站)彭東立(廣州中海達衛星導航技術股份有限公司)張奎(北京藍創海洋科技有限公司)李海森(哈爾濱工程大學)鄔松(北京星天科技有限公司)張良(交通運輸部東海航海保障中心上海海事測繪中心)韓鴻勝(交通運輸部天津水運工程科學研究所)吳彬(上海華測導航技術股份有限公司)張安民(天津大學)梁波(蘇交科集團股份有限公司)魯東(北京海卓同創科技有限公司)丁威(廣州中海達衛星導航技術股份有限公司)竇春暉(交通運輸部天津水運工程科學研究所)杜偉東(哈爾濱工程大學)徐超(哈爾濱工程大學)王昕陽(青島哈船海聲科技有限公司)李若(蘇州聲光達水下探測儀器有限公司)湯云龍(北京海卓同創科技有限公司)黃娜(蘇交科集團股份有限公司)I引言 Ⅱ 12引用文件 13術語和定義 14概述 15計量性能要求 2 37計量器具控制 3附錄A側掃聲吶檢定記錄表格式 7附錄B側掃聲吶檢定證書內頁格式 8附錄C側掃聲吶檢定結果通知書內頁格式 JJG(交通)165—2020Ⅱ本規程依據JF1002—2010《國家計量檢定規程編寫規則》編寫。JJG(交通)165—20201本規程適用于側掃聲吶的首次檢定、后續檢定和使用中檢查。2引用文件本規程引用下列文件：GB/T7965聲學水聲換能器測量JJF1034聲學計量名詞術語及定義凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規程。3術語和定義GB/T7965和JJF1034界定的以及下列術語和定義適用于本規程。距離分辨力rangeresolution引起側掃聲吶圖像上可量測到變化的被測特征物之間距離的最小值。鑒別閾discriminationthresh引起側掃聲吶圖像上可量測到變化的被測特征物的最小尺寸。側掃聲吶是一種應用于航向正交的固定聲束對海底掃描，并記錄與探測海底地貌和水下物體的主動聲吶。側掃聲吶一般由甲板系統和拖魚系統組成。側掃聲吶依靠測量船沿航跡線向前移動完成對船兩側帶形海底的掃描，得到條帶寬度內二維海底的偽彩色或黑白聲圖，可顯示出海水中和海底的物體輪廓，其工作原理示意圖見圖1。拖魚系統兩側的換能器線陣向海底發出扇形聲波波束，海底各點的回波依距離換能器遠近的不同先后返回至換能器，經聲電轉換形成一串強弱不同的回波脈沖，回波脈沖各處的幅值大小包含了對應海底的起伏和底質信息，側掃聲吶回波信號成像原理示意圖見圖2。JJG(交通)165—20202圖1側掃聲吶工作原理示意圖圖2側掃聲吶回波信號成像原理示意圖5.1示值誤差側掃聲吶示值誤差應符合表1的規定。表1側掃聲吶示值誤差最大允許誤差波束寬度平行航跡線方向垂直航跡線方向距離分辨力平行航跡線方向垂直航跡線方向2波束寬度是指在側掃聲吶最大輻射方向兩側，輻射功率下降3dB的兩個方向的夾角。3f表示頻率測量值(kHz),D表示斜距測量值(m)。JJG(交通)165—202035.2鑒別閾側掃聲吶鑒別閾分為3個等級，側掃聲吶鑒別閾應符合表2的規定。一級二級三級6通用技術要求側掃聲吶表面涂覆層應均勻、牢固，換能器橡膠單元不應老化或變形。6.2銘牌7計量器具控制7.1檢定條件7.1.1檢定環境條件環境條件要求如下：a)溫度：20℃±15℃。b)相對濕度：應不大于90%。7.1.2檢定設施與設備檢定設施與設備要求如下：a)試驗水池：長度應不小于30m,寬度應不小于10m,深度應不小于8m,水池邊壁鋪設消聲材料。b)試驗車：位于試驗水池之上，應配有回轉/升降裝置，角度控制最大允許誤差±0.1°,位移控制最大允許誤差±0.5cm,速度控制最大允c)聲速剖面儀：最大允許誤差±0.2m/s。d)標準水聽器：頻率范圍0.1MHz~2.5MHz,擴展不確定度U=0.9dB(k=2)。e)信號采集器：最高采樣頻率為10MHz,電壓測量擴展不確定度U=2mV(k=2)。7.2檢定項目檢定項目見表3,側掃聲吶檢定記錄表格式見附錄A。外觀++++++工作頻率示值誤差++一4表3(續)波束寬度示值誤差++一+十+鑒別閾++十注：凡需檢定的項目用“+”表示，不需檢定的項目用“-”表示。7.3檢定方法采用目測和手檢的方法檢查外觀。采用目測的方法檢查銘牌。7.3.3示值誤差7.3.3.1工作頻率檢定步驟如下：a)將側掃聲吶安裝在試驗車回轉支架上，使發射扇面垂直于水面。b)將標準水聽器安裝在試驗車升降支架上，使標準水聽器位于發射扇面內，測試距離c)連接標準水聽器與信號采集器，調節側掃聲吶發射模式參數(工作頻率、脈寬)至標稱值，顯控電腦記錄水聽器端采集的直達脈沖信號，工作頻率檢定示意圖見圖3。d)讀取直達脈沖信號頻率值作為標準值，與側掃聲吶標稱工作頻率作差，計算工作頻率示值誤差。1——拖魚系統；5——信號采集器；2——回轉支架；6——顯控計算機；3——升降支架；7——消聲材料4——標準水聽器；JJG(交通)165—202057.3.3.2波束寬度檢定步驟如下：a)調整側掃聲吶發射扇面平行于水面，使標準水聽器位于發射扇面內上端。b)以0.5cm的步進間隔由上至下調節標準水聽器，采集發射扇面內各個角度位置處的開路電壓，按GB/T7965中第8章規定的方法進行自由場靈敏度測量。c)在直角坐標系下，繪制側掃聲吶平行航跡線方向的指向性圖，按GB/T7965中第14章規定的方法截取-3dB時的波束寬度，與側掃聲吶標稱波束寬度作差，計算平行航跡線方向的波束寬度示值誤差。d)向上調節標準水聽器到側掃聲吶聲軸線上，以0.1°的步進間隔水平調節側掃聲吶扇面旋轉，采集發射扇面內各個角度位置處的開路電壓，按GB/T7965中第8章規定的方法進行自由場靈敏度測量。e)在極坐標系下，繪制側掃聲吶垂直航跡線方向的指向性圖，按GB/T7965中第14章規定的方法截取-3dB時的波束寬度，與側掃聲吶標稱波束寬度作差，計算垂直航跡線方向的波束寬度示值誤差。7.3.3.3距離分辨力檢定步驟如下：a)將側掃聲吶安裝在試驗車的支架底端，在水池底部平行航跡線方向和垂直航跡線方向分別鋪設標準目標塊套組，相鄰目標塊間距從5cm~50cm依次增大，調節側掃聲吶入水深度3m,距標準目標塊垂直距離5m、水平距離5m。b)調節聲速剖面儀與側掃聲吶位于同一水深位置，獲取聲速值并輸入到側掃聲吶甲板系統。c)控制試驗車以0.2m/s的速度移動，側掃聲吶發射扇面勻速掃過標準目標塊套組，判讀分辨聲圖上平行航跡線方向的兩個目標塊，量取目標塊之間的距離3次，取最大值作為側掃聲吶平行航跡線方向的距離分辨力，與目標塊之間標準距離值作差，計算平行航跡線方向距離分辨力示值誤差。d)判讀分辨聲圖上垂直航跡線方向的兩個目標塊，量取目標塊之間的距離3次，取最大值作為側掃聲吶垂直航跡線方向的距離分辨力，與目標塊之間標準距離值作差，計算垂直航跡線方向距離分辨力示值誤差，距離分辨力檢定示意圖見圖4。7.3.4鑒別閾鑒別閾檢定步驟如下：a)將側掃聲吶安裝至試驗車的支架底端，在水池底部平行航跡線方向依次鋪設邊長深度3m,距標準目標塊垂直距離5m、水平距離5m。b)控制試驗車以0.2m/s的速度移動，拖魚發射扇面勻速掃過目標塊，鑒別聲圖中可量測到的最小目標塊，鑒別閾檢定示意圖見圖5。7.4檢定結果的處理經檢定合格的側掃聲吶，發給檢定證書，檢定證書內頁格式見附錄B;檢定不合格的側掃聲吶，發給檢定結果通知書，并注明不合格項目，檢定結果通知書內頁格式見附錄C。7.5檢定周期側掃聲吶的檢定周期一般不超過1年。6JJG(交通)165—2020圖4距離分辨力檢定示意圖3——波束寬度(平行航跡線方向);4——標準目標塊(平行航跡線方向);6——標準目標塊(垂直航跡線方向);7——波束寬度(垂直航跡線方向)圖5鑒別閾檢定示意圖1——標準目標塊套組；4——消聲材料；2——拖魚系統；5——聲速剖JJG(交通)165—20207附錄A側掃聲吶檢定記錄表格式規格型號出廠編號檢定地點溫度：相對濕度：外觀檢查示值誤差工作頻率(kHz)波束寬度(°)平行航跡線方向垂直航跡線方向距離分辨力平行航跡線方向垂直航跡線方向鑒別閾(cm)JJG(交通)165—20208附錄B側掃聲吶檢定證書內頁格式證書編號××××××-××××檢定機構授權說明檢定環境條件及地點：℃相對濕度%測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差檢定/校準證書編號JJG(交通)165—20209檢定證書第3頁證書編號××××××-××××被檢項目1外觀23工作頻率示值誤差4波束寬度平行航跡線方向垂直航跡線方向5距離分辨力平行航跡線方向垂直航跡線方向6鑒別閾1本報告檢定結果僅對該計量器具有效；2本證書未加蓋“××××××”無效；3下次檢定時請攜帶(出示)此證書。JJG(交通)165—2020側掃聲吶檢定結果通知書內頁格式檢定結果通知書第2頁證書編號××××××-××××檢定機構授權說明檢定環境條件及地點：℃相對濕度%測量