GB/T 4128-1995 声学 标准水听器

GB/T 4128-1995 声学 标准水听器的部分内容

中华人民共和国国家标准

声学标准水听器

Acoustics-Standard hydrophoneCB/T 4128—1995

代荐GB 4128—-B4

本标准参照采用IEC5001974标准水听器》及IEC866：1987工作了0.5~15MHz频率范圈内水听器的特性和校准方法》。

1 主题内容与适用范围

本标准规定了用作1~10 MHz频率范围内计量器具的压电型标准水听器的主要性能参数和其他技术要求。

本标准适用于对生产厂制造的水声、超卢计量器具的标准水听器的质虽评价。2引用标准

GB3228水声换能器自由场校准方法GB3947声学名词术语

GB4130水听器低预校准方法

GB/T15611高频水听器的校准方法3术语

本标雅中所用的声学术语均按GB3947的规定。4分类

4.1按使用目的和校推不确定度分成二级。4.1.1标准水听器（也称一级标准水听器），用作计量标准器具或作精确的声学测量，此类水听器应使用GB3223.GB4130及GB/T15611规定的绝对校准方法进行校准。4.1.2测量水听器（也称二级标准水听器），用作工作计量器其。此类水听器应使用GB3223、GH4130规定的比较校准方法进行校准。4.2按使用频率范围分成二段

4.2.1【低频]水听器使用频率范围为1Hz～100kH么。往，低颜水听器在不致混润时可简称水听器。4.2.2高频水听器使用频率范围为0.1~10MHz。5生要性能参数

本标准规定的主要性能参数的技术指标，应在水温5~30℃，水深Q～10m的环境条件下测量。并应给出实际测量的环境条件。

5.1［低激】水听器

5.1.1【低频标准水听器

国家术监督局1995-07-03批准

1996-02-01实施

5. 1. 1. 1灵敏度[级】

GB/T 4128-- 1995

声压灵敏度或低频自由场灵敏度应不低于—205dB(0dB≥1V/μPa）。注：）低费自由场灵缴度是指自由场灵数度颗响曲线平坦都分的平均值。(2此处灵敏度均为开路电压灵敏度。5. 1.1. 2自由场灵敏度频率响应在整个使用颊率范围内，至少有三个十借程的范围，自由场荧嫩度的不均匀性应小于士1.5dB。5. 1. 1. 3 指向性

水平指向性：在最高使用频率下的一3dB波束宽度应大于30°在选定方向（或主轴）的士5°范围内+灵敷度变化应小于士.dB。b.垂直指向性：在最高使用频率下的一3dB波束宽度应大于15在选定方向（或主轴）的士2°范围内+灵敏度变化应小于±0. 2 dB,5. 1. 1. 4动态范围

在60dB的动态范围内，水听器的输出电压应与自由场声压成线性关系，其偏差应小于土0.5dB。5.1.1.5稳定性

温度稳定性：在0～40℃的工作遏度范围内，灵敏度与23℃的的灵敏度的偏差应不大于0.04dB/c.

静压稳定性：在 0～100 m水深内,灵度的变化应不大于 0. 3 dB/MPa。c、时间稳定性;在校准周期-年的时间内，,灵敏度的变化应不大于士0.7 dB。5.1.2低频测量水听器

5.1.2.1灵敏度【级】

声压灵敏度或低频自由场灵敏度应不低于一210 dB(0 dB会i V/μPa)。注, 见 5. 1. 1. 1 的注(1),2)。5.1.2.2白由场灵敏度频率响应

在整个使用频率范围内，至少有三个十倍程的频率范围，自由场灵敏度的不均匀性应小于士2B。5.1.2.3指间性

豆。水平指向性：在使用的频率范围内应是全向的，其指向性图与理想的全向指向性图的偏差应小于±2 dB。

h垂直指向性：在最高便用额率下的一3dB波束宽度避大于30°5.1.2.4动态范澜

在 60 dB的动态范围内，水听器的输出电压应与自由场声压成线性关系,其偏差应小于士1 dB。5. 1. 2. 5稳定性

。温度稳定性;在0～4U'C的工作温度范围内。灵敏度变化应不大于 0. U5 dB/℃。b、静压稳定性:在 0～100 m的水深内,灵敏度的变化应不大于 0. 4 dB/MPa,c、时间稳定性：在校周期一年的时间内,灵敏度的变化应不大于土1 5 dB。5.2高频水听器

5.2.1高频标准水听器

5.2.1.1灵敏度级

灵敏度应不抵于—265 dB(0 dB≤1V/rPa)。注：该灵敏度为自由场灵敏度随响曲线平坦部分的:并路电正灵敏度的平均值，5.2.1.2自由场灵敏度频率响应

在整个使用频率范围内，应至少有2去倍颜程的范围，自由场灵敏度的不均勾性小于士2dB.且频率每改变100kHz时灵敏度的变化应小于士0.5dB。5-.2.1.3指向性

GB/T41281995

a.有效立体角：在最高使用频率下，一6dB的波束宽度应大于15°。b.波束对称性在有效立体角内，波束的不对称性应小于士3 dB。c.轴偏差最大灵嫩度方向与几似对称轴方向间的偏差应小于3°5.2.1.4动态范围

在40dB的动态范国内水听器的输出电压应与自由场声压成线性关系，其偏差应小下士1dB。在信噪比大于6 dB的条件下,能测量的最小声压级应不低于190 dH(0dB≥1 μPa)。5.2. 1. 5稳定性

a。温度稳定性:在 16～30℃的范围内,灵敏度与 23时的灵敏度的偏差应不大于士1 dB,在 30~40'C的范围内，灵敏度与23°时的灵敏度的偏差应不大于士2dB。b、时间稳定性;在校推周期一年的吋间内,灵敏度的变化应不大于土2 dB。5.2.2高频量水听器

5.2.2.1灵敏度[级]

灵敏度应不低f—270dB(0dH≥1V/μPa)。注；见 5. 2. 1. 1 条的注

5.2.2.2自出场灵敏度频率响应

专倍题程的范围.自由场灵敏度的不均匀性小于士4dB，且频率在整个使用题率范围内，至少有2克每改变100kHz时灵嫩度的变化应小于士1dB。5.2.2.3指向性

同5.2.1.3条的规定。

5.2.2.4动态范围

同5.2.1.4条的规定。

5.2.2.5稳定性

a。温度稳定性,在16～30C的范围内,灵度与23℃时的灵嫩度的偏差应不大于士1.5B,在30～40C的范围内，敏度与23C时的灵敏度的偏差应不大于士3dB。b.时间稳定性：在校准周期一年的时间内，灵敏度的变化应不大于十3dB。6其他技术要求

6.1机械性能要求

6.1.1水听器暴露于水中的所有金届和非金属部件均应采用耐腐蚀的材料制作。6.1.2水听器的参考声中心位置与参考方向应有明显标志。6.1.3水听器与水接触的表面应是光滑的，非多孔性的和能被水漫润的。6.2电学性能要求

6.2.1对不带前置放大器的[低频}水听器，在电绨端测得的绝缘电阻应大于100M9（测试电压不小于100V)。对高频水听器.绝缘电阻应大于100k。6.2.2高阻抗的敏感元件应有静电屏蔽，静电屏蔽和水听器暴露于水中的金属外壳应与电缆的屏蔽连接

6.2.3【低赖门水听器的连接屏蔽电继应不少于10m。6.2.4当缴感元件的电容量小丁连接电缆的电穿量时，可如接前暨放人器。水听器与前暨放大器之间连接电缆的长度由生产厂给定。A1不带前置放大器的水听器

灵敏度(级】

GB/T 4128—1995

附录A

制造厂握供的数据资料

(崧考件）

dB(QdB≤1 V/μPa);

频率范围和均句频响呵范围以及频响曲线电缆未端处的电容量pF；

电缆末端处的绝缘电阻（直流）$2:

给出至少四个典型频率（其中包括最高使用频率)上的水平与垂直指向性图：在水听器的外壳上应有参考声中心位性和测甚方向的明显标志敏感元件材料的品名和型号；

敏感元件的位置及元件的尺寸；示出电缆接线图：

与液体相接触的外露金属材料的品名和型号；与液体相接触的外套或包敷材料的品名和型号，电缆长度

不计及电缆的尺计

计及电缆时的重量

士作温度范围

温度稳定性

最大L作深度

静压稳定性

储存条件：

时间稳定性

dB或dB/C;

带前放大器的水听器

水听器系统

灵敏度(级]

dB(0 dB≤I V/μPa);

频率范围和均勾频响范围以颖响曲线等效噪声压谱级的频率特性曲线过载声压级

dB(0 dH≤1 μPa):

水昕器头的电容量

dB

给出至少四个典型频率（其中包括最高使用频率）上的水平和垂直指向性图：在水听器的外壳上应有参考中心位置和测量方向的明显标志；敏感元件材料的品名和型号：

数感元件的位置及元件的尺寸；示出电缆接线图：

与波体相接触的外露金属材料的品名和型号：与液体相接触的外套或包嫩材料的品名和型号：电缆长度

不计及电缆的尺寸

计效电缆时的重圾

工作温度范围

温度稳定性

最大工作深度

静压稳定性

储存条件；

时间稳定性

前置故大器

频率响应；

输入电容

输入电阻

dB 或 dB/

最大输入电压

自噪声（宽带、输入端短路）

输出电奔

输出电

供电电源电压

消耗电流

GB/T 4128—1995

附录B

水听器等效噪声压谱级的测量

(参考件）

水听器的等效噪声压是平行于水听器的主轴传播的平面正弦式行波，使水听器产生的开路电压等十帮宽1Hz的噪声电压时所具有的声压。用公式表示为：P,=(U./M)

式中：$

水听器的等效噪声压,带宽 1 Hz,PaU,水听器端的带宽 1Hz 的开路噪声电压,V;M—水听器的自由场灵敏度，V/Pa。(B1)

在实际测量中，测水听器端的开路噪声电压所用滤波器的带宽f通常大于1Ha，即实测的是带宽AF中的有效电压U，因而由公式（BI)得到的也是带宽AF中的有效赚声压。由于水听器或水听解系统的自噪声主要是热噪声，在带宽AF范围内可以认为是频谱均匀的、连续的白噪声，故水听器的等效噪声压可表示为：

p = Pr/ Vaf -U/(Mlr af) -.

式中，——水听器的等效噪声压，Pa/VH，p—带宽f中的有效噪声压,Pa,

Af—滤波器的有效带宽,Hz,

（B2)

CB/T 4128—1995

一带宽厂中的有效噪声压，V

一带宽么f中有效自由场灵敏度，V/Pa。Metr

若自由场灵敏度M在带宽A/内不随题率变化或呈线性变化，则有效自由场灵敏度可用其中心频率的值来代替。若其变化呈非线性或不规则，则应由下式求得：轻

式中：带宽f二f，一/于.为测量频带的上、下限频率，水听器的等效噪声压若用声压级表示，则称为水听器的等效噪压谱级，为：L=20lg(p./p）=20lgt(p/ )/(p/Vaf。))=Lgr-1olgAf

式中：.--水听器等效噪声压谱级，dB(OdB≥1uPa/Hz）—带宽A中的有效噪声压,Pa:

基准声压,等于 1μPa;

4f滤波器的有效带宽,Hz;

A/—-基准带宽,等于 1 Hzt

带宽r中的有效噪声压缎，dB(0 dB≥1μPa)。由式(B2).则上式可写成：

L = L - M - 10lgAS

式中 L-20lgU,dB(0 dB≥1 V);

B2测量方法

有效自由场灵敏度［级」，dE(odB1V/μPa)。水听器等效噪声压的測母装置如图B1所示。待测水听器应臂于真空中，并与基础隔振，以避免环境噪声，外界振动等对测母的影响。t

前量旺大路

频瑾分新区

高究围

隔饭器

图B1水听器等效噪产压测毕装置示意图B3

（B5）

GB/T4128—1995

前置放大器应是低噪声的·测量中此噪声应至少比被测水听器的自噪声小10dB。其输人阻抗应比水听器的输出电阻抗大100倍，否则应对测最结果进行修正。前置放大器的增益K--般应不小于40~～80 dB,并应精确测定。

题谱分析仪的输入阻抗应比前置放大器输出阻抗大100倍，其测量带宽最好是可变的，测量中应根据具体情况选择带宽于，以使能正确反映出水听器等效噪声压谱级的频率特性。附加说明

本标准由全国声学标准化技术委员会提出。本标准由中国科学院声学研究所.中国船舶工业总公司715所，721厂、上海交通大学负责起草。标谁土要起草人徐唯义,贾友娣、朱受镒,寿文德。

北检院检验检测中心能够参考《GB/T 4128-1995 声学 标准水听器》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

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