中华人民共和国国家标准
GB7967-87
声 学
水声发射器的大功率特性和测量
Acoustics-High-power characteristics andmeasurements of underwater soundprojectors
国家标准局发布
中华人民共和国国家标准
UDC 681.8:629.12 . 05 : 621. 317
声 学
水声发射器的大功率特性和测量
GB 7967-87
Acoustics High-power characieristis sndmeesurements of underwster soundprojeetors
1引言
1.1本标准规定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.
1.2本标准适用于压电型、磁致伸缩型等水声发射器，也可用于由这类发射器所构或的水声发射器阵，本标准中的测量方法除适用于在大功率下评价水声发射器外，也可用于测量或试验受一定电功率激励的水声发射器.
1.3处于大功率激励下的水声发射器可能产生非线性效应，在非线性状志下，水声发射器的电阻抗、发送响应、效率等电声参数已失去了标准含义.为了实际使用的方便，本标准中引伸使用线性状态下的定文，但所定文的参数只对应于基波信号额率及指定的电激励级（电功率、电压或电流）.
1.4本标准中所用的名阅术语、量和单位的名称、符号等除专门定义外均按国家标准GB3947-83《声学名词术语）、GB3102.7-86（声学的量和单使）、GB3238-82《声学量的级及其基准值》及GB3223一82（水声换能器自由场校准方法）等的有关规定，
1.5坐标系和数据表示法按照GB7965-87（声学水声换能器测量）的规定，
2基本电声参数表
发射器组抗 参数名称 符号 单位 测量方法发射器导纳 2 Y s ②三电压座 ①电压比相法发送电压响应 Pa-m/V 比较法按屋GB3223-2发通电压响应级 S 4B(0MB1μPs • m/V) 中的4.3条规定实行发送电流响应 Pam/A 比较法按照GB3223-82发送电流响应级 S dB(B△1;Ps • m/A) 中的4.2条规定实行发运功率响应 ①电功率声压法发选功率响应缓 B(B1 Psm′/w ) ②发送响应-阻抗法
GB 7967-87
续表 测量方法参数名称 符号 单位输人电功率级 验入电功率 ". dB(IB1W) W ①能抗法 ②相位补偿法指向性图案指向性因数 B 按照GB7965-87中的 第10.11章规定实行指向性指数 D d8声功率保 声功率 Lv. v. dB(dB±1pW) w 由自由场输向声压计算电声效率 % ①直接 ②由发送响应计算蚕大响应颜率 响应申宽 sf f Hz H 曲线中求出 由发送响应的频率特性过载声压张 l (081;Ps - m) 通过非线性试验确定通过非线性或其他物理功率容量 w 性能试验确定
3定文
3.1发射器阻抗
一般指发射器的电阻抗，是发射器输入端所加信号的基波瞬时电压：与相应的基波瞬时电流的复数比，按式（1）表示：
式中：z 一发射器阻抗，
Bns、Xn-发射器用等效串联电路描述时的电阻与电抗，0.
发射器阻抗也可用式（2）表示：
式中：丨z1- 发射器阻抗的模，Q
--发射器阻抗的幅角，（）.
式（1）和式（2）之同有如下关系：
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，符号用小写类文字母表示.
②在本标准中，当出现非线性时，电压、电流和声压都是对应于基波倍号的值，
3.2发射器导纳
发射器阻抗的例数，用式（5）表示：
式中：Y -发射器导纳，S；
Gp、Bp--为发射器用等效并联电路描述时的电导与电纳，S.
发射器导纳也可用式（6）表示：
式中：（7-|-发射器导纳的模，S
P-发射器导纳的幅角，（）.
式（5）与式（6）之间有如下关系：
发射器电导及电纳与电阻及电抗的关系用式（9）、式（10）表示： B {siep
性：阿3.1条的注.
3.3输入电功率
发射器由功率源吸收的有功功率，其表示式为：
式中：W. 输入电功率，W；
一加于发射器上的激励电压，V；
1-流入发射器的电流，A；
--电压与电流间的相位差，（）.
推：阿3.1条性①.②.
3.4发送功率响应
发射器的发送功率响应8，是在指定方向上，离其有效声中心某一距离d处远场中的均方声压和该距离的二次方的乘积与输入电功率w.之比值，单位为：Pa'm/W.
用式（12）表示，
3.5发选功率响应[级]
发进功率响应[级]S是发选功率响应5与其基准值8.之比的常用对数乘以10.单位为：dB，常用基准值为：IvPa²m/W
用式（13）表示：
3.6最大响应频率及响应带宽
最大响应频率f是指在恒压（对于压电型发射器）或恒流（对于磁致伸缩型发射器）发送响应曲线中对应于最大响应的频率.
f.之差，用式（14）表示： 响应带宽△了是猎在恒压或恒流发送响应曲线中，对应于比最大响应低3dB的上下两个额率.与
f= f f. -( 14 )
3.7声源声压级
离发射器有效声中心1m距离处的轴向表现声压级，单位为dB，常用基准值为：1uPa*m，
注：离声中心1=处的表现声压线由下列方法得出，用产场已是球面发激的远场中某点所测得的声压级L，加以该点到产中心的距离4以10为底的对数乘以29，则声声压级L可由下式计算：
3.8过载声压级
发射器的声源声压级与电酸励级（电压缓、电流级或电功率级）之间的关系编离线性关系不大于某一既定值时所泌产生的最大声原声压级.
注：所用的电缴动级和“定值“必氧判时具体说明.
3.9功率容放
发射器的声源声压级与电功率级之间的关系偏离线性关系或其他物理性能的变化不大于某一规定值时容许的最大输入电功率.
注：案量发射器功率容量的条件与*战定当”必策间时共体说明.
4测量条件
4.1信号参数及环境条件
测量时所用的激励电压（电流或电功率）、脉冲宽度与脉冲周期等信号参数，以及工作深度，水质与水温等环境条件必须与被测发射器的实际工作状态或预定的试验状态相一致，不能无依据地把发射器 在小功率级下的测量结果外推并表示大功率下的特性.在一般情况下，不能用脉冲信号状态下的测量结系代替连续信号状态下的特性，或反之.
在给出酬量结采的网时，必须说明可能会影响测继结果的信号参数与环境条件.
注：测量保水工作的发射器时，通靠可用高静水压消声水池成高压通声等器模政尿术工作条件.
4.2声场条件
本标准中的测量都必须在自由场条件下进行，要求实际声场与理想的自由场间的编离不大于± 1. 0dB
关于声场检粒、有效声中心的确定及测量距离的选择分别接GB3223-82中3.3.2款、3.3.3款及GB7965-87附录B中的规定实行.
4.3测量前发射器的准备
实行.
4.4基本测量设备
4.4.1功率源
在进行本标准所现定的各项测量工作中，都必须使用具有相当功率容量的功率源，可以是专用的发射机，也可以是通用的功率敢大器，但其频率范围、输出信号型式、动志范围、输出阻抗、最大输出功率 及输出信号畸变系数等都应病足测试要求，
4.4.2电压表
表的测邀不确定度都应不大于土2%. 测量中使用的电压表其频率与动态范围必须满足测量要求，在本标准中如不加说明，则电压
4.4.3滤波器
基波信号的参数，在电压、电流及声压的测量系统中必须使用能精确选择基波信号的滤波器，其带宽及 在大功率激励状态下，尤其是在非线性范围内工作时，信号波形将发生畸变.为了正确测量对应于选择性应使通过的总谱波信号至少比基波信号低40dB，但当洲量林冲信号时，滤波器带宽应不少于脉冲宽度例数的二倍.
