GB∕T 31014-2014
基本信息
标准号： GB∕T 31014-2014
中文名称：声学 水声目标强度测量实验室方法
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准简介
GB∕T 31014-2014 声学 水声目标强度测量实验室方法
GB∕T31014-2014
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标准内容
ICS 17.140
中华人民共和国国家标准
GB/T31014—2014
水声目标强度测量实验室方法
Acoustics-Laboratory methods of underwater target strength measurement2014-09-03发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015-02-01实施
本标准按照CB/T 1.1
2009给出的规则起草。
本标准由中国科学院提出
本标准由全国山学标准化技术委员会(SAC/T℃C17)归厅。GB/T 31014—2014
本标准的起草单位：中国船舶重工集团公司第七一五研究所、中国科学院声学研究所。本标准士要起草人：易燕.祖峰稀、赵洪、李水，点华、莫喜平。1范围
声学水声目标强度测量实验室方法本标准规定了实验室测量水声日标强度的测量装置、测量条件、测量步骤。本标摊适用于频率在1kHz5kHz范固的水声目标强度的实验室测量。注：大型水声口标的日标强虚采用缩比模型测量，参现附录A。2规范性引用文件
GB/T 31014—2014
下列文件对丁本文件的应用是必不而少的。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，其最新版木(包括所有的修改单)适用于不文件。GB/T3947—1996声学名词术语
3术语和定义
GB/T3947—1995养定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
散射「acoustic】scatering
声波朝任意方尚的不规则反折射或衍射，注：专人射波相反方向1的散射声波称为龄射回波或反向射波，3.2
目标强度largelsirength；Ts
距离日标等效声中心1m处的反向散射芯强级与入射平面波声强级的差值。注：市强级只限于口由行波的条件，此时卢强级与声压级粗等，否则只有声压级能直接测量。[GR/T3947—1996,定义7.33
缩比模型
scale mndel
将目标按·定比例缩小后制成的模型。4符号
下列符号适用于本文件，
线性调频脉冲信号幅值,单位为伏(V);缩比模型在垂直下入射波方向的投影面内的最大线度，单位为米（1n)；发换能器辐射面的最大线度，单位为米（m）；水听器的最大线度，单位为来（m）目标在垂直于人射波方向的投影面内的最大线度，单位为米（m）：凡标在声轴方向的投影简内的最大线度，单位为米（m)：水媒质中的声速，单位为米每秒(m/s);1
GB/T 31014—2014
测量频率，单位为赫（Hz)；
测量频率范围的下限,单位为赫兹(Hz)；测最额率范围了段的下限，单位为赫兹(Hz)；缩比模型的测量频率,单位为棘兹(HIz);测量频率范出的 1限，单位为棘兹(Hz);测量频率范匹子段的I限，单位为赫兹(H2)；人射山波在标有效声中心处的声强值，单位为瓦每平方米（W/m\）；目标散射回波在距离日标有效声中心「处的声强值，单位为瓦每平方米(W/m\)：继比模型的缩小比例；
一稳态波周期数；
波数；
发射换能器到标中心的距离，单位为米（m)；实验室水池长度，单位为米（m)；时域信号采样点序号；
入射波和目标散射问波叠加声压信号，单位为帕斯卡(Pa)；入射波声斥信号，中位为帕斯卡（Pa)；线性调频脉冲信号,单位为伏(V)：目标散射似波声压信号,单位为帕斯卡(Pa);换能器的品质因数；
自标尚中心到水听器的距离，单位为米（)；目标的国标强度，单位为分贝（dB)；缩比模型的标强度，单位为分贝（）：时间，单位为秒(s)：
与测量频率相对励的水媒质中声波波长，单位为米(m)；0. cb
测量装置
发射换能器一3 dB波束觉度，单位为狐度（rad)，脉冲宽度,单位为秒(s)；
线性调脉冲信号宽度，单位为秒（s）。测量装胃成如图1所示，此装置由电子测量设备、吊放装置、发射换能器和水听器组成电子测量设备由信号发生器、功率放大器，前置放大器、带通滤波器信号采集器和控制系统组成。控制系统通过总线控制数字仪器和吊放装置，完成信号采集、记录和分析，最终计算得到测量结果，2
6量条件
信号发生器
功率放大器
AAA在息AsA
发射换能器
志康展春人廣人春
测量频率
同步冲
吊放装置
消声水池
信号采集器
周定装置
水听器
吊微装骨
剩量装置组成框图
GB/T 31014—2014
带通游波器
前置放大器
破测测
#惠费意
实验室水池户测量水声目标强度，要求测量在白由场远场条件下进行，要求门标和水听器应处于发射换能器的远场，即同时符合式(1)和式(2)规定的条件：I.ar'+a.*
水听器应处于目标散射回波的远场，即符合式(3)规定的条件：α2+αy
川得发射换能器到目标声中心的距离L应符合式(4)：Q，
+2a2+α2
测试应避免池壁7扰信号，要求脉冲宽度满足式(5）：-L
此外，脉冲宽度还与换能器的品质因数Q值和稳态波周期数K有关，要求脉宽满足式（6）：Q+
由式（4)、式（5）式(6)，计算可得实验室水池中测量水声日标强度的测量频率F限Fu和测量频率F限于，见式(7)和式(8)：wwW.bzxz.Net
CB/T 310142014
.-2a+2a++a,)L'+/ 4(Q + K)a*+2a*+a,+.?)C
S-2a+2+a*)L\-- i4(0a,+2+,1.(8)6.2信号要求
实验牵方法测量水声国标强度，可选择单频脉泻法和宽带脉冲法等脉冲测量技术。单频脉冲法按测量频率逐点进行测量，测量信号中至少包含3个周期的稳态波。单频脉冲法具有较好的信噪比，雄确性较好，本标推推荐优先来用单频脉冲法宽带脉冲法可实现宽赖段测量,测量效率较高。根挪发射系统频率响应特性和信噪比情况对测量频率范间f：进行分段，对于各频率范用子段f，fu！，按赖率范国和脉冲信号宽度设计宽带脉冲信号，线性调频信号按式(9)计算：+.，≤
P,发射信号成符合下列要求：
调整发射信号额值，使人射声波信号的测量信噪比不小于202B；a)
..- 9)
5）如测量中行池壁和水面反射声波干扰，虚整制发射脉冲信号宽度，使-扰声波马测量的人射产波、散射向波在时域上无重叠：）发射信号应能覆盖目标，即控制发射脉冲号宽度,符合T>,/c的条作；d）脉冲发射问隔应不小于实验室水池中混响时间长度的I.5倍。6.3声场条件
测量用场应符合下列条件：
a）在测量颜率范内水媒质的声传播耗可以忽略。b）应符合白由场或等效白由场条件。测量[1干扰声波对测量的影响可避免或别除，即水听器接收的人射声波，散射回波时域后号与于扰声波时域倍号尤重叠。推荐使用消声水池和县有指间性的发射换能器,并采用脉冲测量技术实现等效自中场条件。）发蔚换能器水听器，门标的有效声中心应布置在同一声轴线上。注：般取标几何心，持情况下，可用几标强度最大的位置作为有效声中心d）日标和水听器应处于发射换能器的选场中，使人射到目标和水听器上的声波等效丁平面波；水听器应处丁目标散射叫波的远场中，使人射到水听器上的散射向波等效于平面波，同时应保证人射声波波束主瓣能够接盖整个目标，测量装置布置应满足式（1）、式（2）、式（3)和式（10）的要求。
e）需要对測试声场的背景噪声逃行渊量。6.4电子测量设备要求
电子测量设备应符合下列要录：a）带滤波器用于过滤低频电源噪声利高于两俯测量频率的信号；b）功率放大器和发射换能器在工作频带内应有较好的阻抗匹配，2h内信号幅值波动应不超过+1%;
电子测量设备的测量信噪比应不小于20d36.5帛放回转装置要求
实验室水池测量平台上的币放河转装置应符含下列要求：GB/T 31014—2014
a）发射换能器的吊放装置应具有使发射换能器旋转和升降平移功能.用干调节发射换能器位置和辐射主瓣功向，俄其符含6.3规楚的声场有文设备布置要求；b)
被测目标的吊放装置应具有使口标旋转和升降平移功能，用于调整月标的放置姿态.使其符合人射角度的要求，
6.6发射换能器和水听器要求
6.6.1发射换能器
测量用发射换能器应符合下列要求：测量频率范周内-发送电压响应级应不小于120dB(基准值：lPa/V);a
测量频率范围内，指向性无角要覆盖目标，即符合式(10)的规定：h
应其有度好的间、温度稳定性。2h内信号辐值波动虚不超过三1。6.6.2水听器
水听器应符合下列要求：
测量频率范围内，接收灵敏度级应不小十一21CdB(基准值：1V/μPa)；a
b）测量频率范围内·水平方向指向性图与理想的全向指向性图的偏差应不大于2dB；c
水听器及其灾具对测量声场造成的干扰可忽喀，水听器表面金属部分尽可能少，建议使用与水媒质班抗匹配的材料制成的细杆支架和水听器夹具；d）应具有良好的间、度稳定性。6.7目标要求
目标应符介下列要求：
a）目标在垂直丁人射波方向的投影面内的最大线度应符合式（11)的规定，否则建议采用缔比模型法逊行水声日标强皮測量；
L.C.-21.C.
—α,—2α.3
日标的夹具对测量声场造成的十扰川忽略，建议佳用与水媒质阻抗匹配的材料制成，或者用b)
有效的吸声材料对夹具表面进行包裹放置婴态虚使声波以指定人射菊人射到自标，c
7测量方法
7.1概述
如图1所示，在实验室水池中使用发射换能器发射山波（人射声波），人射到日标后产生散射声波使用水听器接收人射声波和散射间波。通过距离修正将测得的人射声压值折算到自标声中心处的声强值.将测得的散射回波声压值按球面波折算到距离民标声中心1m处的声强值，然后根据目标强度的定义，按式（12)求征目标在当前人射方向和测量频率下的目标强度值。(I,1--)
TS=10lg(
-（12)
GB/T 31014—2014
7.2测量方法
在白由场远场条件下，声强值可用能够直接测量的声压值折合1㎡处肯压计算，测目标强度值按式(13)计筛。
pr:r=)
TS =201g
-( 13 )
当人射声波信号和散射回波信号在时域「存在登加时，射回波信号，不能直接获取。可在日标放人卢场前后（保持测量装置状态和声场条件不变）两种测量状态下，分别采集入射声波信号P.（n）及人射声波、散射波叠加信号。（n）（n)与;()时域相减即得,（）（n）=（n）一（n）。对时域信弓做傅立叶分析处理,得到人射信少频谱力，（f)及回波信号频谱力，（f）。对频谱信号进行球面波修正、人射号折算到口标声中心处：（\）。二一，蔽射回波信号折算到距离口标声中心1拍处：P.（f），可按式(11)求得目标强度值：[p.()Lr
TS(f) 20lg
p:() L-
8测量步骤
测量流程如图 2 所示。
推务工作
脉冲信号设计
双单羲（颠段）脉称
日标未放入，采集直达信号
布放目称至指定位置
布改日标个指定角度
采荣政射国波信号
目标短度计算
新的谢量角度？
新的酬年位胃？
新频率（频段）？
测量结束
图2测画程序流程图
测量步骤如下：
GB/T 31014--2014
日标准备：日标表面擦拭「净，放在水中泡，使其表面充分浸润，温度达到平衡后方可测量。ay
记录目标形状、尺寸、重量等基本信息发射换能器和水听器准备：清洗发射换能器和水听器表面，并充分授泡，b）
测量仪器准备：开启装置电了测量设备，预热0.5h，c）
声场有关设备布置：将发射换能器、水听器按图1所示布放，应衍合6.3的要求。d)
记录实验水池中水媒质温度、测量水深或静水压。脉冲信号设计：目标末放入声场时，发射短脉冲信号，根据水听器接收的时域脉冲序列分析干抗声波的到达时间，实验室水泌的混响时间，根据6.2的要求，确定测量信号的脉冲宽度和脉冲发射间隔，并记录。根据实际情况，设计单频脉冲信号或者宽带脉凉信号。g）口标未放人声场时，发射某-频率（频段)脉冲信号.测量入射波信号，控制触发信同步多次（8次以上为），采集平均后记录倍号：（n）。h）将日标接图1所示放人声场，应符合6.3的要求。日标布放前后应保持测量装置状态和声场条件不变。
调整日标的放置姿态，使具符合指定人射角要求，发射同一频率（频段）脉冲信号，若人射波与散射回波声货号时域叠加，则直接测量样品射回j
波，同步多次（8次以1.为官），采集平均后记求信号p，（t）。否则，测量入射波、放射回波叠加山信号，同步多次采集平均后记求信号（n）.得到样品放射回波信号（n）一p（n）一（n），k）对信号p(n)和p,（n)进行傅立叶分析，获得频谱()和，（/)，按式（13)计算该频率（频段)处的Ⅱ标强度TS()。
调整月标到下一个测量角度，重复i)～k)过程.直到完战该频率（频段)该位置日标所有测量角1
度的目标强度的测量工作。
I）调整月标到下一个测量位置，重复h)-~l)过程，直到完成该频率(频段）,目标所有测量位置和所有测量角度的目标强度的测量下作。n）将目标拉出水面,发射下一频率(频段)脉冲信号，重复g)～)过程，直到完成所有频率(频段）口标所有位置,所有测量角度下的目标强度的测量工作。9测量不确定度
采用本标准规定的方法，水声月标强度测量不确定度应按附录3测定。GH/T 31014—2014
A.1概述
附录A
（资料性附录）
水声目标缩比模型法在水声目标强度测量中的应用当实验空条件摊以满是大型目标测量要求时，间以采用缩比模型的方法进行实验水声目标强度测量。
缩比模型法是依据空波数等效原理，减小样品尺寸，提高频率，以满足实验室条件的测量方法，空问-波数等效源理可以作以下概述：当材料参数随率的变化可忽略时，日标的声学特性仪与无量纲尺寸有关，其中是波数，是标特性中所涉的各种空间尺寸以及空间坐标，因此，叫以用不同频率、空间尺寸的缔比模型目标特性在相等的条件下模拟大型目标的声学特性。下义中，未特别指明时，目标是指缩比模型，应的各尺寸也是缩比模型的尺,频率是指对缩比模型的测量频率。
A,2测量原理
当口标为人型水声标或在垂直于人射波方间的投影面内的最大线度不符合规定时，建议采用缩比模型法进行目标强度测量。缩比模型法是根据出学中的空间-波数等效原现.利用几标的缩比模型代替目标进行测量。根据柯似性准则.结比模型尺寸为后标除以模型缩小比例，缩比模型测量频率为目标测量频率乘以模型缩小比例,死式(A,1)和式（A,2）：aa
按式(A.3)求得缩比模型目标强度：[p,)L·r
TSm(/m) =201g
则目标在待测频率厂处的目标强度值按式(A,4)计算：TS(f)-TS.(f.)
在实验室水池中进行测量，要求缔比模型在垂直于人射波方问的投影而内的最大线度应符合式(A,5)的规楚：
.w-2..
,\-2α\
根据式（A.1)、式（A.2)，可得缩比模型缩小比例K，的要求，见式（A.G)：K.
A.3缩比模型的一般要求
缩比模型应符合下列要求：
,—2α,2
.(A.5)
GB/T 31014—2014
在测量频率范函（包括原始待测日标待测额率范围和缩比模型测量频率范围内.对声散射有a
影响的各部分材料，要求其声参数变化可忽略，缩比模型的各个部分应使用与原始目标各个部分柜同的材料制成：
缩比模型在垂直于入射波方向的投影面内的最大线度应符合式（A.5)的规定；缩比模型的置姿态应使得声波以指定人射角人射缩比模型；c
d）缩比模型的夹具对测量声场造成的1扰可忽略，建议使用与水媒质阻抗匹配的材料制成，或者用有效的吸声材料对夹具表面进行包裹GB/T 31014—2014
B.1概述
附录B
(规范性附录）
实验室方法测量水声目标强度的测量不确定度估算及实例测量不确定度是表征合职赋于被测量的值的分散性，与测量结果相关联的参数：本附录提供了用实验室方法测量水声目标强度的测量不确定度的估算方法.并给出「其体实例，实例参数及数据取自某次101mm不锈钢实心球样站测试。B.2数学模型
实验室进行水声月标测单，用信号采集仪分别采集得到人被测且标前店人射声波信号散射回波信号P(t）.P，（t），进行供立叶变换（DFT)，离修正后由式（B.1)计算得到被测目标的目标强度 TS.
rs(f) -20lg
对于特定频率，式(B.1)川写成：[DFT(p,(t))
TS—201g
因被测量为间接测量量，所以采用不确定度传递公式计算其合成标准不确定度。式（I3,2)中各直接测量量都相五独立，不相关不确定度传递公式川简化为式(民3)：u(TS)
其中，
u,(p,)+
B.3标准不确定度的 A 类评定
u()+[
2(-).--( 3.3 )
A类标准不确定度主要来源下测量的重复性，在相尚测量条件下对直接测量量近行重复6次测量，典型频率于处的测量结果为r(i=1.\,6)。典型频率于处的6次测量结果平均值主见式（13.4）：1
A类标难不确定度分量uA（），即单次测量的标准偏差（实验标准偏差s.）见式(13.5)：1c
(BA）
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水声目标强度测量实验室方法
Acoustics-Laboratory methods of underwater target strength measurement2014-09-03发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015-02-01实施
本标准按照CB/T 1.1
2009给出的规则起草。
本标准由中国科学院提出
本标准由全国山学标准化技术委员会(SAC/T℃C17)归厅。GB/T 31014—2014
本标准的起草单位：中国船舶重工集团公司第七一五研究所、中国科学院声学研究所。本标准士要起草人：易燕.祖峰稀、赵洪、李水，点华、莫喜平。1范围
声学水声目标强度测量实验室方法本标准规定了实验室测量水声日标强度的测量装置、测量条件、测量步骤。本标摊适用于频率在1kHz5kHz范固的水声目标强度的实验室测量。注：大型水声口标的日标强虚采用缩比模型测量，参现附录A。2规范性引用文件
GB/T 31014—2014
下列文件对丁本文件的应用是必不而少的。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，其最新版木(包括所有的修改单)适用于不文件。GB/T3947—1996声学名词术语
3术语和定义
GB/T3947—1995养定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
散射「acoustic】scatering
声波朝任意方尚的不规则反折射或衍射，注：专人射波相反方向1的散射声波称为龄射回波或反向射波，3.2
目标强度largelsirength；Ts
距离日标等效声中心1m处的反向散射芯强级与入射平面波声强级的差值。注：市强级只限于口由行波的条件，此时卢强级与声压级粗等，否则只有声压级能直接测量。[GR/T3947—1996,定义7.33
缩比模型
scale mndel
将目标按·定比例缩小后制成的模型。4符号
下列符号适用于本文件，
线性调频脉冲信号幅值,单位为伏(V);缩比模型在垂直下入射波方向的投影面内的最大线度，单位为米（1n)；发换能器辐射面的最大线度，单位为米（m）；水听器的最大线度，单位为来（m）目标在垂直于人射波方向的投影面内的最大线度，单位为米（m）：凡标在声轴方向的投影简内的最大线度，单位为米（m)：水媒质中的声速，单位为米每秒(m/s);1
GB/T 31014—2014
测量频率，单位为赫（Hz)；
测量频率范围的下限,单位为赫兹(Hz)；测最额率范围了段的下限，单位为赫兹(Hz)；缩比模型的测量频率,单位为棘兹(HIz);测量频率范出的 1限，单位为棘兹(Hz);测量频率范匹子段的I限，单位为赫兹(H2)；人射山波在标有效声中心处的声强值，单位为瓦每平方米（W/m\）；目标散射回波在距离日标有效声中心「处的声强值，单位为瓦每平方米(W/m\)：继比模型的缩小比例；
一稳态波周期数；
波数；
发射换能器到标中心的距离，单位为米（m)；实验室水池长度，单位为米（m)；时域信号采样点序号；
入射波和目标散射问波叠加声压信号，单位为帕斯卡(Pa)；入射波声斥信号，中位为帕斯卡（Pa)；线性调频脉冲信号,单位为伏(V)：目标散射似波声压信号,单位为帕斯卡(Pa);换能器的品质因数；
自标尚中心到水听器的距离，单位为米（)；目标的国标强度，单位为分贝（dB)；缩比模型的标强度，单位为分贝（）：时间，单位为秒(s)：
与测量频率相对励的水媒质中声波波长，单位为米(m)；0. cb
测量装置
发射换能器一3 dB波束觉度，单位为狐度（rad)，脉冲宽度,单位为秒(s)；
线性调脉冲信号宽度，单位为秒（s）。测量装胃成如图1所示，此装置由电子测量设备、吊放装置、发射换能器和水听器组成电子测量设备由信号发生器、功率放大器，前置放大器、带通滤波器信号采集器和控制系统组成。控制系统通过总线控制数字仪器和吊放装置，完成信号采集、记录和分析，最终计算得到测量结果，2
6量条件
信号发生器
功率放大器
AAA在息AsA
发射换能器
志康展春人廣人春
测量频率
同步冲
吊放装置
消声水池
信号采集器
周定装置
水听器
吊微装骨
剩量装置组成框图
GB/T 31014—2014
带通游波器
前置放大器
破测测
#惠费意
实验室水池户测量水声目标强度，要求测量在白由场远场条件下进行，要求门标和水听器应处于发射换能器的远场，即同时符合式(1)和式(2)规定的条件：I.ar'+a.*
水听器应处于目标散射回波的远场，即符合式(3)规定的条件：α2+αy
川得发射换能器到目标声中心的距离L应符合式(4)：Q，
+2a2+α2
测试应避免池壁7扰信号，要求脉冲宽度满足式(5）：-L
此外，脉冲宽度还与换能器的品质因数Q值和稳态波周期数K有关，要求脉宽满足式（6）：Q+
由式（4)、式（5）式(6)，计算可得实验室水池中测量水声日标强度的测量频率F限Fu和测量频率F限于，见式(7)和式(8)：wwW.bzxz.Net
CB/T 310142014
.-2a+2a++a,)L'+/ 4(Q + K)a*+2a*+a,+.?)C
S-2a+2+a*)L\-- i4(0a,+2+,1.(8)6.2信号要求
实验牵方法测量水声国标强度，可选择单频脉泻法和宽带脉冲法等脉冲测量技术。单频脉冲法按测量频率逐点进行测量，测量信号中至少包含3个周期的稳态波。单频脉冲法具有较好的信噪比，雄确性较好，本标推推荐优先来用单频脉冲法宽带脉冲法可实现宽赖段测量,测量效率较高。根挪发射系统频率响应特性和信噪比情况对测量频率范间f：进行分段，对于各频率范用子段f，fu！，按赖率范国和脉冲信号宽度设计宽带脉冲信号，线性调频信号按式(9)计算：+.，≤
P,
调整发射信号额值，使人射声波信号的测量信噪比不小于202B；a)
..- 9)
5）如测量中行池壁和水面反射声波干扰，虚整制发射脉冲信号宽度，使-扰声波马测量的人射产波、散射向波在时域上无重叠：）发射信号应能覆盖目标，即控制发射脉冲号宽度,符合T>,/c的条作；d）脉冲发射问隔应不小于实验室水池中混响时间长度的I.5倍。6.3声场条件
测量用场应符合下列条件：
a）在测量颜率范内水媒质的声传播耗可以忽略。b）应符合白由场或等效白由场条件。测量[1干扰声波对测量的影响可避免或别除，即水听器接收的人射声波，散射回波时域后号与于扰声波时域倍号尤重叠。推荐使用消声水池和县有指间性的发射换能器,并采用脉冲测量技术实现等效自中场条件。）发蔚换能器水听器，门标的有效声中心应布置在同一声轴线上。注：般取标几何心，持情况下，可用几标强度最大的位置作为有效声中心d）日标和水听器应处于发射换能器的选场中，使人射到目标和水听器上的声波等效丁平面波；水听器应处丁目标散射叫波的远场中，使人射到水听器上的散射向波等效于平面波，同时应保证人射声波波束主瓣能够接盖整个目标，测量装置布置应满足式（1）、式（2）、式（3)和式（10）的要求。
e）需要对測试声场的背景噪声逃行渊量。6.4电子测量设备要求
电子测量设备应符合下列要录：a）带滤波器用于过滤低频电源噪声利高于两俯测量频率的信号；b）功率放大器和发射换能器在工作频带内应有较好的阻抗匹配，2h内信号幅值波动应不超过+1%;
电子测量设备的测量信噪比应不小于20d36.5帛放回转装置要求
实验室水池测量平台上的币放河转装置应符含下列要求：GB/T 31014—2014
a）发射换能器的吊放装置应具有使发射换能器旋转和升降平移功能.用干调节发射换能器位置和辐射主瓣功向，俄其符含6.3规楚的声场有文设备布置要求；b)
被测目标的吊放装置应具有使口标旋转和升降平移功能，用于调整月标的放置姿态.使其符合人射角度的要求，
6.6发射换能器和水听器要求
6.6.1发射换能器
测量用发射换能器应符合下列要求：测量频率范周内-发送电压响应级应不小于120dB(基准值：lPa/V);a
测量频率范围内，指向性无角要覆盖目标，即符合式(10)的规定：h
应其有度好的间、温度稳定性。2h内信号辐值波动虚不超过三1。6.6.2水听器
水听器应符合下列要求：
测量频率范围内，接收灵敏度级应不小十一21CdB(基准值：1V/μPa)；a
b）测量频率范围内·水平方向指向性图与理想的全向指向性图的偏差应不大于2dB；c
水听器及其灾具对测量声场造成的干扰可忽喀，水听器表面金属部分尽可能少，建议使用与水媒质班抗匹配的材料制成的细杆支架和水听器夹具；d）应具有良好的间、度稳定性。6.7目标要求
目标应符介下列要求：
a）目标在垂直丁人射波方向的投影面内的最大线度应符合式（11)的规定，否则建议采用缔比模型法逊行水声日标强皮測量；
L.C.-21.C.
—α,—2α.3
日标的夹具对测量声场造成的十扰川忽略，建议佳用与水媒质阻抗匹配的材料制成，或者用b)
有效的吸声材料对夹具表面进行包裹放置婴态虚使声波以指定人射菊人射到自标，c
7测量方法
7.1概述
如图1所示，在实验室水池中使用发射换能器发射山波（人射声波），人射到日标后产生散射声波使用水听器接收人射声波和散射间波。通过距离修正将测得的人射声压值折算到自标声中心处的声强值.将测得的散射回波声压值按球面波折算到距离民标声中心1m处的声强值，然后根据目标强度的定义，按式（12)求征目标在当前人射方向和测量频率下的目标强度值。(I,1--)
TS=10lg(
-（12)
GB/T 31014—2014
7.2测量方法
在白由场远场条件下，声强值可用能够直接测量的声压值折合1㎡处肯压计算，测目标强度值按式(13)计筛。
pr:r=)
TS =201g
-( 13 )
当人射声波信号和散射回波信号在时域「存在登加时，射回波信号，不能直接获取。可在日标放人卢场前后（保持测量装置状态和声场条件不变）两种测量状态下，分别采集入射声波信号P.（n）及人射声波、散射波叠加信号。（n）（n)与;()时域相减即得,（）（n）=（n）一（n）。对时域信弓做傅立叶分析处理,得到人射信少频谱力，（f)及回波信号频谱力，（f）。对频谱信号进行球面波修正、人射号折算到口标声中心处：（\）。二一，蔽射回波信号折算到距离口标声中心1拍处：P.（f），可按式(11)求得目标强度值：[p.()Lr
TS(f) 20lg
p:() L-
8测量步骤
测量流程如图 2 所示。
推务工作
脉冲信号设计
双单羲（颠段）脉称
日标未放入，采集直达信号
布放目称至指定位置
布改日标个指定角度
采荣政射国波信号
目标短度计算
新的谢量角度？
新的酬年位胃？
新频率（频段）？
测量结束
图2测画程序流程图
测量步骤如下：
GB/T 31014--2014
日标准备：日标表面擦拭「净，放在水中泡，使其表面充分浸润，温度达到平衡后方可测量。ay
记录目标形状、尺寸、重量等基本信息发射换能器和水听器准备：清洗发射换能器和水听器表面，并充分授泡，b）
测量仪器准备：开启装置电了测量设备，预热0.5h，c）
声场有关设备布置：将发射换能器、水听器按图1所示布放，应衍合6.3的要求。d)
记录实验水池中水媒质温度、测量水深或静水压。脉冲信号设计：目标末放入声场时，发射短脉冲信号，根据水听器接收的时域脉冲序列分析干抗声波的到达时间，实验室水泌的混响时间，根据6.2的要求，确定测量信号的脉冲宽度和脉冲发射间隔，并记录。根据实际情况，设计单频脉冲信号或者宽带脉凉信号。g）口标未放人声场时，发射某-频率（频段)脉冲信号.测量入射波信号，控制触发信同步多次（8次以上为），采集平均后记录倍号：（n）。h）将日标接图1所示放人声场，应符合6.3的要求。日标布放前后应保持测量装置状态和声场条件不变。
调整日标的放置姿态，使具符合指定人射角要求，发射同一频率（频段）脉冲信号，若人射波与散射回波声货号时域叠加，则直接测量样品射回j
波，同步多次（8次以1.为官），采集平均后记求信号p，（t）。否则，测量入射波、放射回波叠加山信号，同步多次采集平均后记求信号（n）.得到样品放射回波信号（n）一p（n）一（n），k）对信号p(n)和p,（n)进行傅立叶分析，获得频谱()和，（/)，按式（13)计算该频率（频段)处的Ⅱ标强度TS()。
调整月标到下一个测量角度，重复i)～k)过程.直到完战该频率（频段)该位置日标所有测量角1
度的目标强度的测量工作。
I）调整月标到下一个测量位置，重复h)-~l)过程，直到完成该频率(频段）,目标所有测量位置和所有测量角度的目标强度的测量下作。n）将目标拉出水面,发射下一频率(频段)脉冲信号，重复g)～)过程，直到完成所有频率(频段）口标所有位置,所有测量角度下的目标强度的测量工作。9测量不确定度
采用本标准规定的方法，水声月标强度测量不确定度应按附录3测定。GH/T 31014—2014
A.1概述
附录A
（资料性附录）
水声目标缩比模型法在水声目标强度测量中的应用当实验空条件摊以满是大型目标测量要求时，间以采用缩比模型的方法进行实验水声目标强度测量。
缩比模型法是依据空波数等效原理，减小样品尺寸，提高频率，以满足实验室条件的测量方法，空问-波数等效源理可以作以下概述：当材料参数随率的变化可忽略时，日标的声学特性仪与无量纲尺寸有关，其中是波数，是标特性中所涉的各种空间尺寸以及空间坐标，因此，叫以用不同频率、空间尺寸的缔比模型目标特性在相等的条件下模拟大型目标的声学特性。下义中，未特别指明时，目标是指缩比模型，应的各尺寸也是缩比模型的尺,频率是指对缩比模型的测量频率。
A,2测量原理
当口标为人型水声标或在垂直于人射波方间的投影面内的最大线度不符合规定时，建议采用缩比模型法进行目标强度测量。缩比模型法是根据出学中的空间-波数等效原现.利用几标的缩比模型代替目标进行测量。根据柯似性准则.结比模型尺寸为后标除以模型缩小比例，缩比模型测量频率为目标测量频率乘以模型缩小比例,死式(A,1)和式（A,2）：aa
按式(A.3)求得缩比模型目标强度：[p,)L·r
TSm(/m) =201g
则目标在待测频率厂处的目标强度值按式(A,4)计算：TS(f)-TS.(f.)
在实验室水池中进行测量，要求缔比模型在垂直于人射波方问的投影而内的最大线度应符合式(A,5)的规楚：
.w-2..
,\-2α\
根据式（A.1)、式（A.2)，可得缩比模型缩小比例K，的要求，见式（A.G)：K.
A.3缩比模型的一般要求
缩比模型应符合下列要求：
,—2α,2
.(A.5)
GB/T 31014—2014
在测量频率范函（包括原始待测日标待测额率范围和缩比模型测量频率范围内.对声散射有a
影响的各部分材料，要求其声参数变化可忽略，缩比模型的各个部分应使用与原始目标各个部分柜同的材料制成：
缩比模型在垂直于入射波方向的投影面内的最大线度应符合式（A.5)的规定；缩比模型的置姿态应使得声波以指定人射角人射缩比模型；c
d）缩比模型的夹具对测量声场造成的1扰可忽略，建议使用与水媒质阻抗匹配的材料制成，或者用有效的吸声材料对夹具表面进行包裹GB/T 31014—2014
B.1概述
附录B
(规范性附录）
实验室方法测量水声目标强度的测量不确定度估算及实例测量不确定度是表征合职赋于被测量的值的分散性，与测量结果相关联的参数：本附录提供了用实验室方法测量水声目标强度的测量不确定度的估算方法.并给出「其体实例，实例参数及数据取自某次101mm不锈钢实心球样站测试。B.2数学模型
实验室进行水声月标测单，用信号采集仪分别采集得到人被测且标前店人射声波信号散射回波信号P(t）.P，（t），进行供立叶变换（DFT)，离修正后由式（B.1)计算得到被测目标的目标强度 TS.
rs(f) -20lg
对于特定频率，式(B.1)川写成：[DFT(p,(t))
TS—201g
因被测量为间接测量量，所以采用不确定度传递公式计算其合成标准不确定度。式（I3,2)中各直接测量量都相五独立，不相关不确定度传递公式川简化为式(民3)：u(TS)
其中，
u,(p,)+
B.3标准不确定度的 A 类评定
u()+[
2(-).--( 3.3 )
A类标准不确定度主要来源下测量的重复性，在相尚测量条件下对直接测量量近行重复6次测量，典型频率于处的测量结果为r(i=1.\,6)。典型频率于处的6次测量结果平均值主见式（13.4）：1
A类标难不确定度分量uA（），即单次测量的标准偏差（实验标准偏差s.）见式(13.5)：1c
(BA）
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