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文档简介
中华人民共和国交通运输行业标准
侧扫声呐
(征求意见稿)
编制说明
标准起草组
2018年7月
1工作简况
1.1任务来源
本技术标准是依据《交通运输部关于下达2017年交通运输标准化计划的通
知》(交科技函【2017】412号)立项进行编制的,计划编号:JT2017-115,同
时本标准由交通运输标准(定额)项目“水运工程侧扫声呐标准及规程”作为
支撑,项目编号2017-20-131。本标准由交通运输部天津水运工程科学研究所负
责起草。
1.2协作单位
山东科技大学、北京星天科技有限公司是本标准的协作单位,同时也是本标
准的参编单位。其中,山东科技大学在标准编制过程中提供了试验水池和技术指
标的指导意见,北京星天科技有限公司在标准编制过程中提供了试验样机和技术
指标的参考意见。
1.3主要工作过程
2017年6月~2017年12月,编写《水运工程侧扫声呐标准及规程》任务书
和《水运工程侧扫声呐》标准草案,签订任务书,并成立行业标准起草组;对
侧扫声呐的生产单位、科研单位和使用单位进行全面的调研,汇总调研结果。
2018年1月~2018年5月,广泛调研国内外侧扫声呐的研究单位、生产单位、
使用单位并收集相关资料(见表1),就标准中关键技术指标进行试验分析与验
证,依据《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》(GB/T1.1-2009)和
《标准编写规则第10部分:产品标准》(GB/T20001.10-2014),根据我国目前侧
扫声呐的实际应用情况与特点,结合水运工程测量的技术需求进行编制。通过调
研,发现国内尚无侧扫声呐的国家标准,其他行业也未有该仪器设备的标准,生
产企业也未有企业标准。考虑该标准为首次制定,可为其他行业或企业参考使用,
所以将反映行业特色的“水运工程”去掉,使标准的覆盖面更广。并修改名称,
形成了《侧扫声呐》征求意见稿。
1
表1调研单位及部分参考标准汇总
调研单位
1国家海洋局第一海洋研究所
研究单位
2山东科技大学
3江苏中海达海洋信息技术有限公司
4美国EdgeTech公司制造单位
5北京星天科技有限公司
6天津水运工程勘察设计院
7上海达华测绘有限公司使用单位
8交通运输部北海航海保障中心天津海事测绘中心
部分参考标准
序号标准名称备注
1包装储运图示标志(GB/T191)
2声学水声换能器测量(GB/T7965-2002)
3水文仪器基本参数及通用技术条件(GB/T15966)
船舶电气与电子设备的电磁兼容性()
4GB/T10250国家标准
水文仪器通则第6部分:检验规则及标志、包装、运输、
5
贮存、使用说明书(GB/T18522.6)
6水文仪器安全要求(GB18523)
7海道测量规范(GB12327-1998)
8IHO海道测量规范(S-44)国际标准
交通运输行业标
9水运工程测量规范(JTS131-2012)
准
10声学计量名词术语及定义(JJF1034-2005)计量技术规范
1.4标准起草人及其主要工作
本标准起草人及其主要负责的工作情况见表2:
表2标准主要起草人及其主要工作
序号姓名单位职务/职称主要工作内容
负责起草标准主要技术内容,提出
交通运输部天津水
1柳义成助理工程师并论证标准中重要性能指标要求,
运工程科学研究所
制定并实施试验方法与数据验证
交通运输部天津水
2曹玉芬主任/副研究员对标准形式和内容审核
运工程科学研究所
提供试验场地,指导标准中技术指
3阳凡林山东科技大学院长/教授标的试验方法与数据处理
4韩鸿胜交通运输部天津水副主任/高工确定侧扫声呐的技术参数、测试设
2
运工程科学研究所备及其参数,参与标准意见征求及
处理
5石波山东科技大学副教授指导实验数据的分析与处理
交通运输部天津水参与侧扫声呐工作频率、波束宽度
6窦春晖高工
运工程科学研究所和鉴别阈的具体试验工作
指导标准中技术指标的论证,提供
北京星天科技有限
7邬松高工侧扫声呐结构组成及基本参数的
公司
论证依据
指导并参与侧扫声呐与试验行车
7张凯山东科技大学讲师
设备的调试与数据采集
北京星天科技有限
8李伟高工参与现场试验过程与结果分析
公司
2标准编制原则和确定标准主要内容的依据
2.1编制原则
根据该类仪器设备国内外生产水平,内容上以国内外先进技术为依据,形式
上按《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规划》(GB/T1.1-2009)和
《标准编写规则第10部分:产品标准》(GB/T20001.10-2014)的要求起草。标准
在编制的过程中,遵循以下原则:
(1)目标
——在其范围所规定的的界限内按需要力求完整;
——清楚和准确;
——充分考虑最新技术水平;
——为未来技术发展提供框架;
——能被未参加标准编制的专业人员所理解。
(2)统一性原则
——结构的统一;
——文体的统一;
——术语的统一。
(3)协调性原则
3
——普遍协调,侧扫声呐标准化原理与方法、标准化术语、量和单位及其符
号、技术制图、图形符号等;
——本领域协调,侧扫声呐环境条件和有关试验、安全、电磁兼容、符合性
和质量等。
(4)适用性原则
侧扫声呐标准的内容应便于实施,并且易于被其他标准或文件所引用。技术
指标的确定需要考虑当前厂家所能达到的技术水平。
(5)一致性原则
如果有相应的国家标准、国际文件,起草标准时应以其为基础并尽可能保持
与国家标准或国际文件相一致。等同或修改采用应符合GB/T20000.2的规定。
(6)规范性原则
——预先设计;
——遵守制定程序和编写规则;
——特定标准的制定需符合相应基础标准的规定。
2.2标准名称变更说明
本标准立项时名称为《水运工程侧扫声呐》。侧扫声呐,不仅在水运工程领
域有着广泛的应用,同时该仪器作为检测设备,可以应用于海洋、水利、测绘等
多个领域。行业标准在编制的过程中,充分考虑其他专业的生产、使用和检测需
求,可以作为交通行业标准使用,而不限定于水运工程领域。因此,删除标准名
称中的“水运工程”。
2.3国际标准分类号(ICS)、中国标准文献分类号
本标准ICS17.040.30,N90。国家标准分类法(ICS)中代码17代表“计量
学和测量、物理现象”,17.040代表“长度和角度测量”,17.040.30代表“测量
仪器仪表”。侧扫声呐符合上述分类。中国标准文献分类号中N代表“仪器、仪
4
表”,N92表示“海洋仪器”。编排格式依据《标准化工作导则第1部分:标准
的结构和编写规划》(GB/T1.1-2009)第9章“编排格式”中的相关规定。
2.4范围
本标准规定了侧扫声呐的产品分类及组成、技术要求、试验方法、检验规
则,以及标志、包装、运输和储存要求。
《标准编写规则第10部分:产品标准》(GB/T20001.10-2014)6.3要求“范
围应明确标准所涉及的具体产品,还应按照6.4~6.10的顺序指出所涉及的具体内
容,如必要,还应针对编制标准的目的指出技术要求所涉及的方面”,“范围还应
指出标准的预期用途和适用界限,或标准的使用对象。”GB/T20001.10-2014的
6.4~6.10章节分别为“分类、标记和编码”、“技术要求”、“取样”、“试验方法”、
“检验规则”、“标志、标签和随行文件”、“包装、运输和贮存”。产品标准中取
样为可选要素,侧扫声呐产品按要求应当逐台检验合格后出厂,标准中不涉及取
样的内容。
本标准适用于侧扫声呐的生产、检验和使用。
《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规划》(GB/T1.1-2009)6.2.2
规定“范围应明确界定标准化对象和所涉及的各个方面,由此指明标准或特定部
分的适用界限”。本标准的对象是侧扫声呐,在标准的描述时采用了GB/T1.1推
荐的“本标准适用于……”的句式。在交通运输领域,厂家生产、检测单位适用
的侧扫声呐的技术指标应当满足本标准的技术要求,厂家和使用单位应按本标准
的规定开展对仪器的检验。使用范围限定于生产、检验和使用。
2.5术语和定义
(1)侧扫声呐side-scansonar
主动声呐与航向正交的固定声束对海底扫描,并记录出海底形状的一种声
呐设备。
(2)拖鱼towfish
由测量船牵引的测量仪器的传感器。
(3)声呐图像sonarimage
简称“声图”。侧扫声呐对海底进行扫描探测所获得的二维影像。
(4)声图判读interpretationofechograms
5
根据声呐扫海获得的二维声图,科学判读目标的高度、大小、性质和位置
的工作。
(1)~(4)给出的术语和定义,直接引用于由全国科学技术名词审定委员
会公布的《测绘学名词(第三版)》。
(5)距离分辨力rangeresolution
引起侧扫声呐图像上距离产生可察觉到变化的实地距离的最小变化。
定义(5)改写于《通用计量术语及定义》(JJF1001-2011)。其中分辨力
(resolution)定义为:引起相应示值产生可察觉到变化的被测量的最小变化。本
部分关于侧扫声呐的距离分辨力的定义改写为:引起侧扫声呐图像上距离产生可
察觉到变化的实地距离的最小变化。所谓距离分辨力是指侧扫声呐能有效辨别区
分两个物体的最小距离。在此说明,本标准文件中使用术语“距离分辨力”是针对
侧扫声呐而言的,为了规范文件的简明性,不再加“侧扫声呐”主语限定。
(6)鉴别阈discriminationthreshold
引起侧扫声呐图像上不可检测到变化的被测立方特征物的最大尺寸。
定义(6)改写于《通用计量术语及定义》(JJF1001-2011),其中鉴别阈
(discriminationthreshold)定义为:引起相应示值不可检测到变化的被测量值的
最大变化。本部分关于侧扫声呐的鉴别阈的定义改写为:引起侧扫声呐图像上不
可检测到变化的被测立方特征物的最大尺寸。所谓鉴别阈也可理解为引起侧扫声
呐图像可检测到变化的被测物体的最小尺寸。在此说明,本标准文件中使用术语
“鉴别阈”是针对侧扫声呐而言的,为了规范文件的简明性,不再加“侧扫声呐”主
语限定。
2.6产品分类及组成
(1)产品分类
根据发射声波类型,可分为线性调频脉冲(Chirp)侧扫声呐和连续单频脉
冲(CW,Continuouswave)侧扫声呐。
通过查阅文献(见参考文献),并对市场上常用侧扫声呐产品调研,结合水
运工程、海洋测绘等勘察设计单位的使用情况,从工作原理和脉冲信号形成机制
方面,可将侧扫声呐按上述分类。如果从工作方式角度,还可将侧扫声呐分为拖
6
曳式和舷挂式。从工作环境角度,分为浅水和深水侧扫声呐。本标准中的分类遵
循了科学性、系统性、适用性、兼容性和实用性的分类原则,根据产品的不同特
性进行分类,划分的类别能够满足使用的需要。
(2)产品组成
侧扫声呐组成一般包括甲板系统和拖鱼系统。其中甲板系统包括记录器、
声呐处理器、声呐接收机、甲板电缆、滑环、电缆绞车等主要部分;拖鱼系统
包括尾翼、电子水密舱、收发换能器线阵、拖钩、拖缆等主要部分。侧扫声呐
组成示意图见图1。
17
记录器23568
4911
电缆10
声呐处理器声呐接收机
绞车
12
说明:
1——记录器;5——滑环;9——拖钩
2——声呐处理器;6——电缆绞车;10——电子水密舱;
3——声呐接收机;7——滑轮;11——尾翼;
4——甲板电缆;8——拖缆;12——收发换能器线阵。
图1侧扫声呐组成示意图
经过深入研究《CS-1型侧扫声呐系统》、《不同型号侧扫声呐分辨能力和扫
宽能力的比较分析》、《海洋侧扫声呐探测技术的发展及应用》、《4200FS侧扫声
呐使用说明书》等期刊文献资料,并广泛调研侧扫声呐生产单位和使用单位,简
化统一了侧扫声呐的产品组成。以上描述基本涵盖各类侧扫声呐的组成。
2.7技术要求
(1)外观
仪器设备及连接电缆表面涂层应牢固、均匀,不应有脱落、划伤、锈迹、
7
水中生物附着等。
依据《水文仪器基本参数及通用技术条件》(GB/T15966-2007)6.6“机械结
构及适应性能”进行编制。“不应有脱落、划伤、锈迹、水中生物附着”的外观
要求主要针对侧扫声呐拖鱼换能器基阵而言,换能器基阵材料主要是压电陶瓷,
基阵表面的脱落、划伤、锈迹、水中生物附着会给换能器的声学性能和透声性能
带来巨大影响,因此应提出具体要求。综合水下声学设备工作环境,生产单位和
使用单位针对侧扫声呐的外观要求,确定本标准中侧扫声呐外观的要求。
(2)功能
侧扫声呐应具备与GNSS定位仪组合使用的功能。
侧扫声呐显控软件应具有以下基本功能:
a)读取、显示、回放和存储原始数据,声呐图像处理与镶嵌的功能;
b)浅水报警、底跟踪、速度校正和增益调节等功能。
充分调研生产厂商所能提供侧扫声呐的通用性基本功能,了解仪器使用过程
中用户对侧扫声呐产品的主要功能需求,提出本标准中侧扫声呐的功能要求。侧
扫声呐应具备与GNSS定位仪组合使用的功能,GNSS定位仪为侧扫声呐拖曳船
体提供位置信息,建立船体坐标系,通过拖缆长度和倾角等已知量换算拖鱼与船
体坐标原点的固定偏移值,从而可得到水下拖鱼的坐标信息,拖鱼与水下扫测特
征点的位置关系可根据声呐探测原理求得,最终可得到水下目标的坐标信息。由
于拖曳作业方式会使拖鱼位置偏移较大,因此该定位的误差比较粗略,对于深拖
系统,可采用USBL结合侧扫声呐一起使用。
为保障在浅水作业区仪器设备的使用安全,侧扫声呐应具备底跟踪、浅水报
警功能;侧扫声呐属于全覆盖测量,条带边缘的镶嵌处理效果是体现侧扫声呐本
身或配套软件性能的重点;为保证声呐图像不产生变形,侧扫声呐应具备速度校
正功能。为保证侧扫声呐在不同水深环境下,反向散射强度传播损失改正,设备
8
应具备时间增益调节功能。
(3)示值误差
侧扫声呐示值误差应符合表3的要求。
表3示值误差
测量参数最大允许误差
工作频率±0.03%
o
平行航迹线方向±0.1
波束宽度o
垂直航迹线方向±2
平行航迹线方向±1%
距离分辨力
垂直航迹线方向±0.1%
声呐设备性能的提高、频率范围的扩展和类型的增多等对水声检测提出了许
多新的要求,为保证海洋测量数据准确度,定期检验其探测性能具有实际的研究
与应用价值。工作频率和波束宽度属于侧扫声呐基本的声学参数,与其鉴别阈、
分辨力、声照范围等性能紧密相关。波束宽度是影响测量效率的主要因素,工作
频率是关系侧扫声呐分辨力的重要参数。因此本标准对侧扫声呐的工作频率、波
束宽度、距离分辨力等性能指标提出具体要求。由于侧扫声呐在作业过程中,其
沿航迹线方向和垂直于航迹线方向的波束角宽度和分辨力不同,因此分别提出规
定。
综上所述,同时参考当前市场上国内外不同类型侧扫声呐标称的性能指标
(表4),并通过试验验证,规定本标准侧扫声呐示值误差要求。
表4国内外常用侧扫声呐的主要性能参数
仪器型工作频
序号距离分辨力波束宽度国家
号率
120垂直航垂直航迹美国
EdgeTec120kHz:8cm
1kHz迹方向方向波束50oEdgeTech公
h4200FS410kHz:2cm
/410分辨力宽度司
9
仪器型工作频
序号距离分辨力波束宽度国家
号率
kHz120kHz:200m120kHz:
沿航迹沿航迹方
量程为2.5m1.26o
方向分向波束宽
410kHz:100m410kHz:
辨力度
o
量程为0.5m0.4
垂直航迹
方向波束40o
100宽度
Klein300
2kHz/50/100kHz:
0沿航迹方
0kHz0.7o美国
向波束宽
500kHz:KLEIN
度
o
0.2MARINE
垂直航SYSTEMS
38m量程时:
迹方向公司
10cm
Klein500455kH分辨力沿航迹方向波束宽度:
3
0z沿航迹0.4o
方向分(7.5~30)cm
辨力
沿航迹
方向波1o
束宽度美国
C3D-LP200kH垂直航迹方向分辨力:
4垂直航Benthos公
Mz4.5cm
迹方向司
100o
波束宽
度
沿航迹
方向波0.9o
DeepVisi束宽度瑞典
340kH
5on1.5cm垂直航DeepVision
z
DE340D迹方向公司
60o
波束宽
度
10
仪器型工作频
序号距离分辨力波束宽度国家
号率
加拿大
沿航迹
Think
TSR-300300kH线方向
65mm1.25oSensor
0z波束宽
Research公
度
司
400kHz:
沿航迹
0.3o
方向波
900kHz:
束宽度
400kHo
iSide0.2中国(中海
7z/900k1.25cm
4900L垂直航达)
Hz
迹方向
45o
波束宽
度
100kHz:100kHz:
沿航迹
垂直航迹方4cm1.0o
方向波
向分辨力400kHz:400kHz:
束宽度
1cm0.25o
100kH中国(北京
Geoside1100kHz:
8z/400k星天科技有
4002%×量垂直航
Hz限公司)
沿航迹方向程迹方向
50o
分辨力400kHz:波束宽
0.4%×量度
程
(4)鉴别阈
根据不同测区的准确度要求,将侧扫声呐鉴别阈分为3个等级,应符合表5
的要求。
表5鉴别阈
等级水深水平距离鉴别阈
一级10cm×10cm×10cm
二级7m25m20cm×20cm×20cm
三级50cm×50cm×50cm
11
鉴别阈是衡量侧扫声呐性能最为直观的技术指标。目前国内外尚未有针对侧
扫声呐产品的国家标准、行业标准或地方标准,本标准中主要技术参数的确定依
据来源于IHO《海道测量规范》(S-44),IHO《海道测量规范》(S-44)把测量分
为四个等级,其中特等和一等海道测量属于水运工程检测设备应用范畴,因此以
特等和一等海道测量为参考约束标准,对侧扫声呐产品技术指标提出更为严格的
要求。特等海道测量达到的作业标准,是针对特别临界的区域而提出来的,该区
域的富余深度最小,且海底状况对航船具有潜在的危险。测量质量控制部门必须
明确这些区域界限的要求,诸如港口、泊船区域及相关的重要航道均为典型例子。
因而必须设法将所有的误差来源降低到最小程度。为了获得100%的海底情况,
特等测量要求进行加密测线间距,并与侧扫声呐、多功能换能器或有高分辨率多
波束测深技术相结合使用。力求确保扫测设备能够测出所有大于lm3的底物特征。
这里lm3底物即是对侧扫声呐等水下探测设备的鉴别阈要求。一等海道测量是适
用于港口、人港航道、推荐航道、内陆航道以及商船运输繁忙的海岸水域。这些
地方的富余深度以及海底底质对船只而言不形成较大的危险(例如软泥或沙质底
质)。一等测量应限用于水深小于100m的水域。尽管一等测量对海底扫测精度
没有特等测量的要求那么严格,但对船只形成潜在危险的海底特性及障碍物扫测
时,须在选定地区采用全床扫测。对该些水域扫测时,扫测设备必须保证能分辨
出40m深度内大于2m3的底物特征,或水深超过40m时,大于深度10%的物体。
对于狭窄且较易遇到危险障碍物的水域,亦有必要将侧扫声纳和多波束测深相结
合使用。以上为海道测量最低标准,检测仪器设备特别是水声设备在使用过程中
误差来源多,环境复杂,其产品标准技术要求应远高于测量标准,不同用户对侧
扫声呐测量数据的准确性和可靠性提出了不同的和更高的要求,本标准制定目的
之一是有益于产品的改进和提高航行安全,同时旨在推进我国标准与尽快与国际
接轨,因此结合水运工程等浅水使用领域,在IHO《海道测量规范》(S-44)以
12
及《水运工程测量规范》(JTS131-2012)的基础上,对现代侧扫声呐提出新的
技术指标要求。
《海道测量规范》(GB12327-1998)和IHO《海道测量规范》(S-44)相比,
二者有一定区别。从可操作性角度出发,IHO《海道测量规范》(S-44)比《海
道测量规范》(GB12327-1998)方便、易于达到其目的。我国目前的海道测量规
范仍按照区域将海道测量分为港湾、沿岸、近海和远海水深测量。这种传统上的
分类方法是一种定性而非定量的分类,在误差标准上完全依赖于测图比例尺,并
且只考虑平面定位误差,而没有考虑垂直方向上测深误差以及数据处理的综合误
差。我国海道测量规范与国际海道测量标准在障碍物探测方面的要求基本相同,
但国际标准在测图比例尺、全覆盖要求以及分辨率等方面有明确的量化指标。
IHO《海道测量规范》(S-44)在海道测量的分类、定位、水深测量、各种专项
测量、测量数据属性、疑问数据的消除等方面都作出了明确的说明和要求,同时
在附录中对海道测量数据质量控制和数据处理等方面作出了明确的规定和准则,
综上所述,没有引用《海道测量规范》(GB12327-1998)的相关内容,而是引用
IHO《海道测量规范》(S-44)的相关内容。
(5)工作电源
当电源电压在如下范围内变化时,受试产品应能正常工作:
a)直流电源:电压12V~48V;
b)交流电源:电压100V~220V,频率为50Hz~60Hz。
我国尚未制定相关标准或规范对侧扫声呐工作电源提出技术要求,结合市场
产品调研(表6),规定侧扫声呐工作电源要求。
表6几种侧扫声呐供电电源要求
序号仪器型号供电要求
1klein5000v2115/240VAC,50/60Hz
13
12VDC或110/220VAC
2klein4900
(50Hz-60Hz)
3klein4000110/220VAC(50Hz-60Hz)
4klein3000120/240VAC,50/60Hz
5EdgeTech4125-P(12-24)VDC或110/220VAC
6EdgeTech4200-P(18-36)VDC或110/240VAC
7EdgeTech4200(80-140)VAC或(175-265)VAC
8Geoside1400220VAC或48VDC
(6)绝缘性能
侧扫声呐拖鱼换能器两信号线之间绝缘电阻应不小于5MΩ,机壳与交流电
源线之间绝缘电阻应不小于1MΩ。
《水文仪器基本参数及通用技术条件》(GB/T15966-2007)“水文仪器中的
传感器的绝缘电阻一般不应小于5MΩ;显示与记录等电器装置不接地处的绝缘
电阻应不小于1MΩ”。侧扫声呐属水下声呐探测仪器设备,应执行水文仪器相关
标准,确定侧扫声呐绝缘性能要求。
(7)抗干扰性
侧扫声呐信号传输线一般应采取避雷措施,在电磁辐射、雷电等干扰影响
较严重的地区还应采用信号接口隔离措施。
《水文仪器基本参数及通用技术条件》(GB/T15966-2007)要求“当水文仪
器采用交流电源充电时,应采取电源避雷措施。水文仪器信号传输线一般应采取
避雷措施,在电磁辐射、雷电等干扰影响较严重的地区还应采用信号接口隔离措
施。”
14
2.8试验方法
试验环境条件的确定主要考虑温度与湿度环境应能保证侧扫声呐试验过程
的正常进行。依据《水文仪器基本环境试验条件及方法》(GB/T9359.9-2016),
起草本部分内容。试验环境为实验室内环境,所提指标满足具体要求。
2.8.1试验设备
以下为试验设备组成及技术要求的编制说明。
(1)试验水池
水池有效尺寸长度不小于30m,宽度不小于12m,深度不小于8m。水池边
壁敷设消声材料。
试验水池作为试验场地,尺寸应能满足水声仪器声学指标检测的远场条件,
通过调研国内现有消声水池尺寸,宽深比基本为3:2。试验中不仅需要将侧扫声
呐沿长边匀速运动,还需要沿宽边运动来提高不同维度的测量范围。综上提出以
上试验水池尺寸要求。试验水池见图2。
图2试验水池
(2)试验行车
试验行车位于试验水池之上,应配有回转/升降装置,可用于安装侧扫声呐
拖鱼和标准水听器,并且可以精确控制二者之间的角度和距离。角度控制最大
允许误差±0.1o,位移控制最大允许误差为±0.5cm。
作为实验中的多维运行控制设备。试验论证,可满足波束角试验的技术要求。
试验行车见图3。
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图3试验行车
(3)声速剖面仪
最大允许误差为±0.2m/s。
为侧扫声呐提供标准声速,所使用声速剖面仪经国家水运计量站检定校准,
执行《水运工程声速剖面仪》(JJG(交通)122-2015)。声速剖面仪见图4。
图4声速剖面仪
(4)标准水听器
频率范围0.1MHz~2.5MHz,扩展不确定度U=0.9dB(k=2)。
用来接收采集被检设备的脉冲声信号,标准水听器频率范围应覆盖被检侧扫
声呐工作频率,计量检定执行国家计量检定规程《1kHz~1MHz标准水听器》
(JJG1017-2007)。标准水听器见图5。
图5标准水听器
16
(5)信号采集器
最高采样频率为10MSa/s,电压测量不确定度1mV。
将标准水听器采集的脉冲声信号转换为电信号。根据奈奎斯特定理,在进行
模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率大于信号中最高频率的2倍时,采样之
后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为
信号最高频率的2.56~4倍,即采样定理。信号采集器见图6。
图6信号采集器
(6)标准目标块
最大允许误差为±0.2cm。
用来检验侧扫声呐的距离分辨力和鉴别阈,满足长度量值溯源要求。标准目
标块见图7。
17
图7标准目标块
2.8.2试验方法
侧扫声呐的检验检测需要大型基础设施的支撑,用于水声基本参数检测的消
声水池是必不可少的。由于高昂的基建和维护费用,我国大型消声水池主要用于
军用声呐设备的性能评价,涉及民用海洋测量声呐的研究较少;尚未建设专门用
于侧扫声呐性能计量检测的消声水池,以至于侧扫声呐的测量溯源性和可信度难
以保证。水声仪器的试验原理与方法已相对成熟,但准确度不高,因为水声测试
既要用到机械装置和电测量装置,又要涉及到水介质中声场,其量值不确定度要
远大于单纯的几何、电磁、光学测量。本标准的试验方法与试验设备充分考虑脉
冲声技术和边界消声技术的综合应用,采用比较校准法进行试验。具体实验方法
见本编制说明第3章。其中波束宽度的测量方法参考《声学水声换能器测量》
(GB/T7965-2002)。
2.9检验规则
(1)检验分为型式检验和出厂检验,检验项目见表7。
表7检验项目
序号检验项目技术要求试验方法型式检验出厂检验
1外观5.16.3++
2功能5.26.4++
18
序号检验项目技术要求试验方法型式检验出厂检验
3示值误差5.36.5++
4鉴别阈5.46.6++
5工作电源5.56.7+-
6绝缘性能5.66.8+-
7抗干扰性5.76.9+-
注:“+”表示应进行的检验项目,“-”表示可不检验的项目。
根据《水文仪器通则第6部分:检验规则》(GB/T18522.6)规定,一般由
生产单位的质量检验部门进行产品的出厂检验,出厂检验应逐个检验,产品经检
验合格并签发合格证后,方允许出厂、销售。出厂检验的项目一般有外观质量、
安全性检查及主要技术指标考核、基本功能检验等。型式检验是产品的全性能检
验,检验的项目应涵盖产品标准所有的技术条款。
(2)有下列情况之一时,应进行型式检验:
a)研制新产品时;
b)产品结构、材料、工艺发生重大改变,影响产品性能时;
c)停止生产满一年后的产品恢复生产时;
d)出厂检验结果与上一次型式检验有较大差异时;
e)国家质量技术监督部门提出型式检验要求时;
f)根据合同规定双方有规定时。
依据《水文仪器通则第6部分:检验规则》(GB/T18522.6)中关于应进行
型式检验的8种情况,选取其中6种适用于侧扫声呐设计、生产、使用实际的应进
行形式检验的情况,分别是:a)研制新产品时;b)产品结构、材料、工艺发生重
大改变,影响产品性能时;c)停止生产满一年后的产品恢复生产时;d)出厂检验
结果与上一次型式检验有较大差异时;e)国家质量技术监督部门提出型式检验要
求时;f)根据合同规定双方有规定时。关于产品停产间隔,GB/T18522.6要求水
文仪器停产3年以上恢复生产需进行型式检验,本行业标准要求侧扫声呐停产1
年以上恢复生产需进行型式检验,这是由声呐技术迅猛发展趋势决定的。
(3)产品出厂前应逐台进行出厂检验。
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编制依据《水文仪器通则第6部分:检验规则》(GB/T18522.6),详见本节
(1),不再赘述。
(4)判定规则
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