GB/T 7967-2002 声学 水声发射器的大功率特性和测量

GB/T7967-2002

扭公

前仁1

本标准是对国家标准GB/T7967-1987声《学水声发射器的大功率特性和测量》的修订。GB/T

7967-1987自1987年发布实施以来，在规范和统一我国发射声纳换能器及其它水声发射器的特性和

测量方法，进而提高它们的研制和生产质量方面起了重要作用。为了使本标准在形式和内容上更好地满

足目前及今后的使用和技术发展的需要，决定对GB/T7967-1987作修订。

对原标准的主要修改方面如下：

1通过对文本内容结构重新归并和调整，把原标准中的十五个章节修改成七个章节，使标准更加

简洁明了、易于使用，也更符合关于国家标准编写的当前规定。

2根据当前的实际使用情况，更改了测量系统的组成框图和部分测量仪器。

3删去了目前已基本不用的测量发射器阻抗导（纳）的三电压法和测量输人电功率的相位补偿法。

本标准的附录A和附录B是提示的附录，附录C是标准的附录。

本标准从实施之日起代替GB/T7967-19870

本标准由中国科学院提出。

本标准由全国声学标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第715研究所、中国科学院声学研究所、中国船舶工业集

团公司721厂、哈尔滨工程大学水声所、中国船舶重工集团公司612厂。

本标准主要起草人：袁文俊、朱厚卿、薛耀泉。

中华人民共和国国家标准

GB/T7967--2002

声学水声发射器的大功率特性和测最

代替GB/T7967-1987

Acoustics-High-powercharacteristicsofunderwater

soundprojectorsandtheirmeasurements

1范围

本标准规定了表征水声发射器在实际工作状态下大功率发送性能的基本电声参数及其测量方法。

本标准适用于压电型、磁致伸缩型等水声发射器，也适用于由这类发射器所构成的水声发射器阵。

本标准中的测量方法适用于在大功率下测量水声发射器，也适用于测量或试验非大功率激励下的水声

发射器。

注：处于大功率激励下的水声发射器可能产生非线性效应，这时，水声发射器的某些电声参数已失去标准含义。为

了实际使用的方便，本标准中引伸使用线性状态下的定义，但所定义的参数只对应于基波信号频率及指定的电激励级。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T3947-1996声学名词术语

GB/T3223-1994声学水声换能器自由场校准方法

GB/T7965-2002声学水声换能器测量

3基本电声参数表

水声发射器基本电声参数见表10

表1

下厂

中华人民共和国国家质f监督检验检疫总局2002-03-26批准2002-12-01实施

cs/T7967-2002

表1（完）

Gs/T7967-2002

4测且原理

4.1等效电阻抗一与等效电导纳

根据定义，发射器的等效电阻抗z：可直接由瞬时激励电压UT与瞬时激励电流iT用式1（>求得：

，UTU｛TI、

乙T＝一＝】，｝e2「．．…睁”．曲．．‘．…”．”’甲……l1少

ITIIT｝

用电压瞬时取样电压u，与电流瞬时取样电压u，代替1（7式中的UT与iT后，得

＿｝u，IC＿U二C＿＿

z二二I-｝-ejv＝--e)pz····。·········，····‘···。……（2）

一’｝u,ICV一U,Cv

．＿．t1,.C；

一IZT，I｝＝U若子,C云二v·，···，·····。··········，···。…（3）

式中：UV—发射器激励电压的取样电压，V;

U,－一发射器激励电流的取样电压，V;

IP7U二相对于u，的相位差，即发射器等效电阻抗幅角，’（）；

Cv一一电压取样系数；

C，一电流取样系数,V/A.

根据发射器等效电导纳的定义，同样有；

t1，C

YT二矛-eivy”一（4）

UvC，、一

U，C

｝Y,I＝矛升“··“···”···，’，’····，．”·（5）

UvC,

式中：PIY-u，相对于UV的相位差，即发射器等效电导纳幅角，。（）。

注

1在本标准中，当不加说明时电压与电流均为有效值，用大写英文字母表示。对于电压与电流的瞬时值则用瞬时电

压、瞬时电流说明，用小写英文字母表示。

2发射器等效电阻抗与其所处声场及其环境静（压、温度等）和电负载连（接电缆的长度）等条件有关，故在给出发

射器等效电阻抗时应同时指明这些条件。

4.2输入电功率

发射器输人电功率可直接由式6（)计算：

U，，U

Wr＝U一T几：C一OST二二于C兴vc子,COST“·········“一（6）

式中：乙几—发射器激励电压，V;

几一发射器激励电流，A;

T-—发射器瞬时激励电压与瞬时激励电流间相位差，。（）。

输人电功率也可通过等效电阻抗或电导纳的预先测量由式7（)或式8（)计算；

IU｝2＿＿

W，二｝于一｝G二p····‘···········，，。·…（7）

（C,,｝一r‘

｛U.1“＿

We＝｝升｝RTS······“··“·········一（8）

（C，）一“’“

式中：GTP—等效电导纳的实数部分，S;

RTs—等效电阻抗的实数部分，0。

4.3发送响应

4.3.1发送电压响应级［〕

发射器发送电压响应的测量方法同于GB/T3223-1994中的5.3条。发送电压响应与发送电压响

应级分别由式9（)与1（0)计算：

GB/T7967-2002

＿U。Cvd

S"＝二斗毛二竺头·····················……（9）

一“UVM

＿．U＿

S,,＝2018云望＋201gC＋201gd一M···············……（10）

一F“一。U’一匕一丫’一0一

式中：U，—标准水听器的开路电压，V；

d—发射器与标准水听器声中心间的距离，m；

M—标准水听器的自由场电压灵敏度，V/Pa;

M—标准水听器的自由场电压灵敏度级，dB基（准值：1V扭Pa)o

4.3.2发送电流响应［级〕

发射器发送电流响应的测量方法同于GB/T3223-1994中的5．2条。发送电流响应与发送电流响

应级分别由式1（1)和式1（2)计算：

＿U＿C，d

5；＝二拱二二诀·····················……（11）

一，vl材

U．＿

S,＝2018孚瑞圣十2oigC,＋201gd一M·····················……（12）

一‘“一乙U,‘“一0一”一。一一’一‘一’

4.3.3发送功率响应级「〕

发射器的发送功率响应及发送功率响应级，可根据定义通过电功率和指定方向上远场声压的测量

分别由式1（3)和式1（4)计算：

ULd,

S＝三子写去········。·········……（13）

一即w洲

S,一201gU-＋201gd一M一iolgwe························……（14）

式中：We—发射器的输人电功率，Wo

发送功率响应与发送功率响应级也可通过发送电压或和（）电流响应及等效电阻抗或电导纳测量数

据由式（15）与式（16）导出：

S5荟2S2SvS

S＝于拼～＝妥＝二二止····……．‘···……（15）

一即GTPRTSCOST

SW=S，一101gGTP＝S，一l01gRTs·····················……（16）

S,,＋S,

“止六二一lOlgCOST

2－一。，

4.4指向性图案、指向性因数和指向性指数

工作在线性状态下的发射器指向性图案通常不随激励功率而变化，但当激励功率大到一定程度时，

指向性图案可能要发生变化。因此，必须在实际的功率与信号状态下测量基波信号的指向性图。指向性

图案的测量，按GB/T7965实行。

指向性因数与指向性指数由实测得的指向性图计算，计算方法见GB/T7965。如果在大功率状态

下测得的指向性图仍具有对称性，则也可用GB/T7965规定的方法计算。

4.5发射器声源级

用标准水听器在远场指定方向上测量离发射器有效声中心d(m）处的声压pd(Pa)，则由式1（7)计

算发射器此时的声源级：

Ls,=201gpd＋20lgd＋120························……（17）