JJG(交通) 165-2020 侧扫声呐 检定规程

辩籍鞋辩籍鞋侧扫声呐2020-10-14发布2021-01-01实施JJG(交通)165—2020VerificationRegulationof主要起草单位：交通运输部天津水运工程科学研究所国家水运工程检测设备计量站山东科技大学参加起草单位：广州中海达卫星导航技术股份有限公司北京蓝创海洋科技有限公司哈尔滨工程大学北京星天科技有限公司交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心上海华测导航技术股份有限公司天津大学天津水运工程勘察设计院苏交科集团股份有限公司北京海卓同创科技有限公司青岛哈船海声科技有限公司苏州声光达水下探测仪器有限公司本规程委托全国水运专用计量器具计量技术委员会负责解释JJG(交通)165—2020杨鲲(交通运输部天津水运工程科学研究所)阳凡林(山东科技大学)柳义成(国家水运工程检测设备计量站)彭东立(广州中海达卫星导航技术股份有限公司)张奎(北京蓝创海洋科技有限公司)李海森(哈尔滨工程大学)邬松(北京星天科技有限公司)张良(交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心)韩鸿胜(交通运输部天津水运工程科学研究所)吴彬(上海华测导航技术股份有限公司)张安民(天津大学)梁波(苏交科集团股份有限公司)鲁东(北京海卓同创科技有限公司)丁威(广州中海达卫星导航技术股份有限公司)窦春晖(交通运输部天津水运工程科学研究所)杜伟东(哈尔滨工程大学)徐超(哈尔滨工程大学)王昕阳(青岛哈船海声科技有限公司)李若(苏州声光达水下探测仪器有限公司)汤云龙(北京海卓同创科技有限公司)黄娜(苏交科集团股份有限公司)I引言 Ⅱ 12引用文件 13术语和定义 14概述 15计量性能要求 2 37计量器具控制 3附录A侧扫声呐检定记录表格式 7附录B侧扫声呐检定证书内页格式 8附录C侧扫声呐检定结果通知书内页格式 JJG(交通)165—2020Ⅱ本规程依据JF1002—2010《国家计量检定规程编写规则》编写。JJG(交通)165—20201本规程适用于侧扫声呐的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件本规程引用下列文件：GB/T7965声学水声换能器测量JJF1034声学计量名词术语及定义凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3术语和定义GB/T7965和JJF1034界定的以及下列术语和定义适用于本规程。距离分辨力rangeresolution引起侧扫声呐图像上可量测到变化的被测特征物之间距离的最小值。鉴别阈discriminationthresh引起侧扫声呐图像上可量测到变化的被测特征物的最小尺寸。侧扫声呐是一种应用于航向正交的固定声束对海底扫描，并记录与探测海底地貌和水下物体的主动声呐。侧扫声呐一般由甲板系统和拖鱼系统组成。侧扫声呐依靠测量船沿航迹线向前移动完成对船两侧带形海底的扫描，得到条带宽度内二维海底的伪彩色或黑白声图，可显示出海水中和海底的物体轮廓，其工作原理示意图见图1。拖鱼系统两侧的换能器线阵向海底发出扇形声波波束，海底各点的回波依距离换能器远近的不同先后返回至换能器，经声电转换形成一串强弱不同的回波脉冲，回波脉冲各处的幅值大小包含了对应海底的起伏和底质信息，侧扫声呐回波信号成像原理示意图见图2。JJG(交通)165—20202图1侧扫声呐工作原理示意图图2侧扫声呐回波信号成像原理示意图5.1示值误差侧扫声呐示值误差应符合表1的规定。表1侧扫声呐示值误差最大允许误差波束宽度平行航迹线方向垂直航迹线方向距离分辨力平行航迹线方向垂直航迹线方向2波束宽度是指在侧扫声呐最大辐射方向两侧，辐射功率下降3dB的两个方向的夹角。3f表示频率测量值(kHz),D表示斜距测量值(m)。JJG(交通)165—202035.2鉴别阈侧扫声呐鉴别阈分为3个等级，侧扫声呐鉴别阈应符合表2的规定。一级二级三级6通用技术要求侧扫声呐表面涂覆层应均匀、牢固，换能器橡胶单元不应老化或变形。6.2铭牌7计量器具控制7.1检定条件7.1.1检定环境条件环境条件要求如下：a)温度：20℃±15℃。b)相对湿度：应不大于90%。7.1.2检定设施与设备检定设施与设备要求如下：a)试验水池：长度应不小于30m,宽度应不小于10m,深度应不小于8m,水池边壁铺设消声材料。b)试验车：位于试验水池之上，应配有回转/升降装置，角度控制最大允许误差±0.1°,位移控制最大允许误差±0.5cm,速度控制最大允c)声速剖面仪：最大允许误差±0.2m/s。d)标准水听器：频率范围0.1MHz~2.5MHz,扩展不确定度U=0.9dB(k=2)。e)信号采集器：最高采样频率为10MHz,电压测量扩展不确定度U=2mV(k=2)。7.2检定项目检定项目见表3,侧扫声呐检定记录表格式见附录A。外观++++++工作频率示值误差++一4表3(续)波束宽度示值误差++一+十+鉴别阈++十注：凡需检定的项目用“+”表示，不需检定的项目用“-”表示。7.3检定方法采用目测和手检的方法检查外观。采用目测的方法检查铭牌。7.3.3示值误差7.3.3.1工作频率检定步骤如下：a)将侧扫声呐安装在试验车回转支架上，使发射扇面垂直于水面。b)将标准水听器安装在试验车升降支架上，使标准水听器位于发射扇面内，测试距离c)连接标准水听器与信号采集器，调节侧扫声呐发射模式参数(工作频率、脉宽)至标称值，显控电脑记录水听器端采集的直达脉冲信号，工作频率检定示意图见图3。d)读取直达脉冲信号频率值作为标准值，与侧扫声呐标称工作频率作差，计算工作频率示值误差。1——拖鱼系统；5——信号采集器；2——回转支架；6——显控计算机；3——升降支架；7——消声材料4——标准水听器；JJG(交通)165—202057.3.3.2波束宽度检定步骤如下：a)调整侧扫声呐发射扇面平行于水面，使标准水听器位于发射扇面内上端。b)以0.5cm的步进间隔由上至下调节标准水听器，采集发射扇面内各个角度位置处的开路电压，按GB/T7965中第8章规定的方法进行自由场灵敏度测量。c)在直角坐标系下，绘制侧扫声呐平行航迹线方向的指向性图，按GB/T7965中第14章规定的方法截取-3dB时的波束宽度，与侧扫声呐标称波束宽度作差，计算平行航迹线方向的波束宽度示值误差。d)向上调节标准水听器到侧扫声呐声轴线上，以0.1°的步进间隔水平调节侧扫声呐扇面旋转，采集发射扇面内各个角度位置处的开路电压，按GB/T7965中第8章规定的方法进行自由场灵敏度测量。e)在极坐标系下，绘制侧扫声呐垂直航迹线方向的指向性图，按GB/T7965中第14章规定的方法截取-3dB时的波束宽度，与侧扫声呐标称波束宽度作差，计算垂直航迹线方向的波束宽度示值误差。7.3.3.3距离分辨力检定步骤如下：a)将侧扫声呐安装在试验车的支架底端，在水池底部平行航迹线方向和垂直航迹线方向分别铺设标准目标块套组，相邻目标块间距从5cm~50cm依次增大，调节侧扫声呐入水深度3m,距标准目标块垂直距离5m、水平距离5m。b)调节声速剖面仪与侧扫声呐位于同一水深位置，获取声速值并输入到侧扫声呐甲板系统。c)控制试验车以0.2m/s的速度移动，侧扫声呐发射扇面匀速扫过标准目标块套组，判读分辨声图上平行航迹线方向的两个目标块，量取目标块之间的距离3次，取最大值作为侧扫声呐平行航迹线方向的距离分辨力，与目标块之间标准距离值作差，计算平行航迹线方向距离分辨力示值误差。d)判读分辨声图上垂直航迹线方向的两个目标块，量取目标块之间的距离3次，取最大值作为侧扫声呐垂直航迹线方向的距离分辨力，与目标块之间标准距离值作差，计算垂直航迹线方向距离分辨力示值误差，距离分辨力检定示意图见图4。7.3.4鉴别阈鉴别阈检定步骤如下：a)将侧扫声呐安装至试验车的支架底端，在水池底部平行航迹线方向依次铺设边长深度3m,距标准目标块垂直距离5m、水平距离5m。b)控制试验车以0.2m/s的速度移动，拖鱼发射扇面匀速扫过目标块，鉴别声图中可量测到的最小目标块，鉴别阈检定示意图见图5。7.4检定结果的处理经检定合格的侧扫声呐，发给检定证书，检定证书内页格式见附录B;检定不合格的侧扫声呐，发给检定结果通知书，并注明不合格项目，检定结果通知书内页格式见附录C。7.5检定周期侧扫声呐的检定周期一般不超过1年。6JJG(交通)165—2020图4距离分辨力检定示意图3——波束宽度(平行航迹线方向);4——标准目标块(平行航迹线方向);6——标准目标块(垂直航迹线方向);7——波束宽度(垂直航迹线方向)图5鉴别阈检定示意图1——标准目标块套组；4——消声材料；2——拖鱼系统；5——声速剖JJG(交通)165—20207附录A侧扫声呐检定记录表格式规格型号出厂编号检定地点温度：相对湿度：外观检查示值误差工作频率(kHz)波束宽度(°)平行航迹线方向垂直航迹线方向距离分辨力平行航迹线方向垂直航迹线方向鉴别阈(cm)JJG(交通)165—20208附录B侧扫声呐检定证书内页格式证书编号××××××-××××检定机构授权说明检定环境条件及地点：℃相对湿度%测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号JJG(交通)165—20209检定证书第3页证书编号××××××-××××被检项目1外观23工作频率示值误差4波束宽度平行航迹线方向垂直航迹线方向5距离分辨力平行航迹线方向垂直航迹线方向6鉴别阈1本报告检定结果仅对该计量器具有效；2本证书未加盖“××××××”无效；3下次检定时请携带(出示)此证书。JJG(交通)165—2020侧扫声呐检定结果通知书内页格式检定结果通知书第2页证书编号××××××-××××检定机构授权说明检定环境条件及地点：℃相对湿度%测量