JT_T 1154-2017多波束测深仪 浅水.pdf

ICS 07.060.N 93备案号：中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 11542017多波束测深仪 浅水Multibeam echo sounderShallow water2017-07-04 发布2017-11-01 实施中华人民共和国交通运输部发 布目 次前言1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 产品组成与规格25 技术要求26 试验方法37 检验规则78 标志、包装、运输和储存7JT/T 11542017前 言本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。本标准由全国港口标准化技术委员会（SAC/TC 530）提出并归口。本标准主要起草单位：交通运输部天津水运工程科学研究院、国家水运工程检测设备计量站。本标准参加起草单位：天津水运工程勘察设计院、哈尔滨工程大学、北京海卓同创科技有限公司、江苏中海达海洋信息技术有限公司、青岛哈船海声科技有限公司、北京劳雷海洋仪器有限公司、上海地海仪器有限公司、浙江星天海洋科学技术有限公司、广州南方卫星导航仪器有限公司、苏州声光达水下探测仪器有限公司。本标准主要起草人：陈允约、曹玉芬、田庆林、韩鸿胜、窦春晖、王得蓉、杨鲲、张彦昌、李海森、么彬、罗宇、李胜全、周天、邬松、王悦东、文述生、吕银杰、鲁东、施剑、罗昌林、刘斌、魏玉阔、汤云龙、王江林、李若。JT/T 11542017多波束测深仪 浅水1 范围本标准规定了用于浅水测量的多波束测深仪的产品组成与规格、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。本标准适用于水深测量范围小于 600m 的多波束测深仪的生产、检验和使用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 79652002声学 水声换能器测量GB/T 80162009船用回声测深设备GB/T 102502007船舶电气与电子设备的电磁兼容性GB/T 17626.32006电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 18522.62007水文仪器通则 第 6 部分：检验规则及标志、包装、运输、贮存、使用说明书GB 185232001水文仪器安全要求3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1多波束测深仪 multibeam echo sounder利用多波束回声信号进行水深测量，获取水下地形地貌的条带回声测深装置。3.2扇区开角 swath width多波束测深仪的换能器在-3dB 波束宽度下一次完整扫海所形成的波束外缘线间的夹角。3.3波束角 beam angle包括发射波束角和接收波束角，沿航向方向，多波束测深仪换能器在-3dB 波束宽度下发射声波波束的张角为发射波束角；垂直航向方向，多波束测深仪换能器在-3dB 波束宽度下接收波束的张角为接收波束角。3.4相位中心 phase centre在换能器上或附近的一个点，在远处观测时，声波是从该点发出的球面发散声波。3.5声源级 source level在换能器声轴上，距有效声中心1m 处的最大均方根声压级，参考声压为1Pa，在远场测量时，其值1JT/T 11542017用 dB 表示。GB/T 80162009，定义 3.13.6指向角 directivity angle某一波束与声轴线之间的夹角。4 产品组成与规格4.1 产品组成多波束测深仪通常由换能器、控制单元（包括控制电脑和控制软件）、发射单元和连接电缆等组成。4.2 产品规格4.2.1 工作频率：150kHz 500kHz。4.2.2 水深测量范围：0.5m 600m。4.2.3 发射声源级：200dB 220dB。4.2.4 扇区开角：不小于 60。4.2.5 波束角：发射波束角不大于 2.5，接收波束角不大于 2.5。5 技术要求5.1 功能5.1.1 多波束测深仪应具有与定位仪、罗经、姿态仪、声速仪等多种设备软硬件的接口。5.1.2 多波束测深仪控制软件应具有设置硬件参数和读取、显示、存储波束与深度数据等功能。5.2 外观5.2.1 多波束测深仪及连接电缆表面涂层应牢固、均匀，不应有脱落、划伤、锈迹、水中生物附着等。5.2.2 多波束测深仪的换能器电缆连接部分应坚固、牢靠且防水。5.3 准确度5.3.1 斜距斜距最大允许误差按式（1）计算。=a2+（b R）2（1）式中：斜距最大允许误差，单位为米（m）；a 系统误差（表 1），单位为米（m）；b 斜距比例误差参数（表 1），单位为米（m）；R 标准斜距，单位为米（m）。表 1 系统误差和斜距比例误差参数水深测量范围/指向角30m/1030m/10a（m）0.250.5b（m）0.007 50.0132JT/T 115420175.3.2 发射声源级发射声源级最大允许误差为 3.0dB。5.3.3 扇区开角扇区开角最大允许误差为 10。5.3.4 波束角波束角（包括发射波束角和接收波束角）最大允许误差为 0.25。5.4 重复性5.4.1 斜距的重复性应不大于其最大允许误差的 0.3 倍。5.4.2 发射声源级的重复性应不大于其最大允许误差的 0.3 倍。5.5 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：电压为 12V、24V、48V，允许偏差为 10%；b）交流电源：电压为 220V，电压允许偏差为 10%，频率为 50Hz，频率允许偏差为 6%。5.6 电气性能电气性能应满足 GB/T 80162009 中 4.2.2.2 的要求。5.7 抗干扰性多波束测深仪的抗干扰性应满足 GB/T 102502007 中表 4 的要求。6 试验方法6.1 试验环境条件试验环境条件包括：a）环境温度：5 35；b）水温：0 40；c）相对湿度：不大于 80%。6.2 试验设备试验设备及其要求如下：a）试验水槽：长度不小于 40m，宽度不小于 10m，深度不小于 8m，配有试验车及带有角度测量功能的旋转支架；b）温度计：测量范围为 0 50，最大允许误差为 0.2；c）温湿度计：温度 0 45，相对湿度 10%100%；d）激光测距仪：测量范围应大于试验水槽长度，准确度等级为 2 级；e）声速剖面仪：最大允许误差为 0.2m/s；f）标准水听器：频率范围 0.1MHz 2.5MHz，不确定度 U=0.9dB，k=2；3JT/T 11542017g）标准反射靶：距离不大于 50m 时，反射靶面积不小于 147mm 105mm，涂层为柯达灰 18%，平面度不大于 0.2mm；距离大于 50m 时，反射靶面积不小于 297mm 210mm，涂层为柯达白90%，平面度不大于 0.2mm。6.3 功能将多波束测深仪与定位仪、罗经、姿态仪、声速仪等多种设备连接，接通电源，仪器及其显示控制软件均能正常工作，符合 5.1 的要求。6.4 外观通过目测和手检的方法进行检查，结果应符合 5.2 的要求。6.5 准确度6.5.1 斜距斜距最大允许误差试验步骤如下：a）将多波束测深仪换能器安装至水槽试验车旋转支架上，调整支架使换能器声轴方向垂直对准水槽宽边壁的中间位置，以此为测量正方向；b）将激光测距仪固定安装在试验车上、标准反射靶安装在水槽宽边壁上，调整基座使激光测距仪光轴正对标准反射靶，并使激光测距仪前基准面与换能器发射相位中心处于同一竖直平面；c）调整标准反射靶，使其与水槽宽边壁处于同一竖直平面；d）调节旋转支架使换能器进入水中，入水深度不小于0.5m，并用声速仪测量水下声速，声速测定后将换能器吃水深度处的声速值输入多波束测深仪控制单元；e）在水深不大于 30m 内，选择某一测点，激光测距仪以单次测量方式进行测距，并记录读数作为标准距离；同时，进行斜距测量（图 1），按式（2）计算获得有效斜距测量数据的波束夹角：=2arctanL2Ls()（2）式中：波束夹角，单位为度（）；Ls 标准距离，单位为米（m）；L 水槽宽度，单位为米（m）。说明：1 换能器；波束夹角；L 水槽宽度；2、3 水槽长边；d 波束对应的指向角；Ls 标准距离。4 水槽宽边；s 扇区开角；图 1 多波束测深仪斜距测量水平示意图4JT/T 11542017f）在波束夹角范围内，按式（3）计算每一个获得有效斜距测量数据的波束对应的标准斜距，按式（1）计算相应的斜距最大允许误差：R=Lscosd（3）式中：d 波束对应的指向角，单位为度（）。g）将 e）中测量得到的每一有效波束的斜距测量值与 f）中对应的标准斜距值对比，取其中差值最大的作为该波束夹角范围内的斜距测量示值误差，结果应符合 5.3.1 的要求；h）以测量正方向为准，按式（2）计算波束夹角大小，按式（4）计算换能器旋转次数：n=s-2（4）式中：n 换能器旋转次数（n 不为整数时，只进不舍）；波束夹角，单位为度（）；s 多波束测深仪扇区开角，单位为度（）。i）在水平面内向左按 h）计算出的换能器旋转次数旋转换能器，同时按 e）、f）进行斜距测量和斜距示值误差计算，结果应符合 5.3.1 的要求；j）旋转换能器至初始位置，在水平面内向右按 h）计算出的换能器旋转次数旋转换能器，同时按e）、f）进行斜距测量和斜距示值误差计算，结果应符合 5.3.1 的要求；k）按照 e）j）的方法，在测量范围内，再选取 9 个测点进行测量，结果应符合 5.3.1 的要求。6.5.2 发射声源级发射声源级的最大允许误差试验步骤如下：a）将多波束测深仪换能器安装至水槽试验车旋转支架上，调节旋转支架使换能器进入水中，入水深度不小于 3m；b）将标准水听器安装至另一支架上并放入水中，使标准水听器位于换能器声轴线上（即处于同一水深）；c）使多波束测深仪和标准水听器正常工作，进行发射声源级测量，测量结果应符合 5.3.2 的要求，发射声源级按式（5）计算：S=（U+120）-M+20lgd（5）式中：S 发射声源级，单位为分贝（dB）；U 水听器输出的开路电压值，单位为分贝（dB）（基准值 1V）；M 水听器的灵敏度，单位为分贝（dB）；d 水听器到换能器相位中心的距离，单位为米（m）（基准值 1V/Pa）。6.5.3 扇区开角扇区开角的最大允许误差试验步骤如下：a）将多波束测深仪换能器安装至水槽试验车旋转支架上，调节旋转支架使换能器进入水中，入水深度不小于 3m，并使换能器发射扇面与水面平行；b）将标准水听器安装至另一支架上并放入水中，使标准水听器位于换能器声轴线上（即处于同一水深）；c）按 GB/T 79652002 中第 14 章规定的方法进行测量，并在测量范围内剔除误差数据，测量结果应符合 5.3.3 的要求。6.5.4 波束角波束角的最大允许误差试验步骤如下：5JT/T 11542017a）将多波束测深仪换能器安装至水槽试验车旋转支架上，调节旋转支架使换能器进入水中，入水深度不小于 3m，并使换能器发射扇面与水面垂直；b）将标准水听器安装至另一支架上并放入水中，使标准水听器位于换能器声轴线上（即处于同一水深）；c）按 GB/T 79652002 中第 14 章规定的方法进行测量，并在测量范围内剔除误差数据，测量结果应符合 5.3.4 的要求。6.6 重复性6.6.1 斜距在测量范围内，选取某一测点，按照 6.5.1 中 a）i）的方法至少重复测量 10 次，并按式（6）、式（7）计算重复性，结果应符合 5.4.1 的要求。h=ni=1hin（6）h=ni=1（hi-h）2n-1（7）式中：h n 次读数平均值，单位为米（m）；hi 第 i 次斜距测量值，单位为米（m）；h 斜距测量重复性，单位为米（m）；n 测量次数。6.6.2 发射声源级在测量范围内，选取某一测点，按照 6.5.2 中的方法至少重复测量 10 次，并按式（8）、式（9）计算重复性，结果应符合 5.4.2 的要求。S=ni=1Sin（8）S=ni=1（Si-S）2n-1（9）式中：S n 次读数平均值，单位为分贝（dB）；Si 第 i 次发射声源级，单位为分贝（dB）；S 发射声源级测量重复性，单位为分贝（dB）；n 测量次数。6.7 工作电源按 5.5 的要求在规定变化范围内调整供电电源，多波束测深仪工作正常。6.8 电气性能按 GB 185232001 中 7.3.2 的方法进行试验，结果应符合 5.6 的要求。6.9 抗干扰性按 GB/T 17626.32006 中第 8 章的方法进行试验，结果应符合 5.7 的要求。6JT/T 115420177 检验规则7.1 检验分类7.1.1 检验分为型式检验和出厂检验。7.1.2 有下列情况之一时，应进行型式检验：a）新研制的产品；b）当设计、工艺、材料等方面有重大变更时；c）停止生产满一年的产品再次生产时。7.1.3 产品出厂前应逐台进行出厂检验。7.2 检验项目型式检验和出厂检验的项目见表 2。表 2 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功能5.16.3+2外观5.26.4+3准确度5.36.5+4重复性5.46.6+5工作电源5.56.7+6电气性能5.66.8+-7抗干扰性5.76.9+-注：“+”表示必检项目，“-”表示免检项目。7.3 组批与抽样7.3.1 组批以同一批次原料生产的同品种同规格产品为一批。7.3.2 抽样型式检验应从同一批次中随机抽取不少于 3 台样品。7.4 判定规则型式检验或出厂检验，所有检验项目全部达到要求，判定为合格，否则为不合格。8 标志、包装、运输和储存8.1 标志8.1.1 多波束测深仪应有清晰的铭牌，标有产品名称、型号、生产厂家、出厂编号及出厂日期等。8.1.2 多波束测深仪的外包装箱标志的内容应包括：7JT/T 11542017a）产品名称、型号、仪器编号、件数；b）箱体尺寸（mm）：长 宽 高；c）箱体毛重（kg）。8.1.3 多波束测深仪的包装储运图示标志应按 GB/T 191 的规定选用。8.2 包装多波束测深仪的包装应符合 GB/T 18522.62007 中第 6 章的规定。8.3 运输多波束测深仪运输中应按包装箱上的指示方向放置，应轻抬轻放，避免冲击、碰撞。8.4 储存8.4.1 储存环境温度：-40 +60。8.4.2 储存环境湿度：相对湿度不大于 90%。8.4.3 储存多波束测深仪的附近不得有酸性、碱性及其他腐蚀性物质。8JT/T 11542017