CB T 3788-1996 声波计程仪通用技术条件.pdf
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1、u 67 CB 中华人民共和国船舶行业标准CB/T 3788 - 1996 / 船用声波计程仪通用技术条件1996-12-23发布1997-06-01实施中国船舶工业总公司发布中华人民共和国船舶行业标准船用声波计程仪通用技术条件1 主题内容与适用范围CB/T 3788-1996 分类号:u67 本标准规定了船用声波计程仪(以下简称计程仪的产品分类、技术要求,试验方法和检验规则等。本标准适用于采用水声换能器发射和接收声波,经处理机处理和计算得到船舶航速和航程的计程仪。2 引用标准GB 3785-83 声级汁的电、声性能及测试方法GB 3947-83 声学名词术语GB/T 4301-92 船用电磁
2、计程仪通用技术条件GB 4793-84 电子测量仪器安全要求GB 6107-85 使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口GB 7965-87声学水声换能器测量GB 12267-90 船用导航设备通用要求和试验方法GB/T 13384-92 机电产品包装通用技术条件CB 1038-83 船用导航仪器运输包装技术条件CB/Z 206-83 磁罗经在船上的定位3 术语本标准所用的术语除下列之外,按GB3947和GB/T4301的规定。3. 1 多普勒计程仪应用多普勒原理来测量船舶相对于水或相对于海底的瞬时运动速度,并累计航程的仪器。3. 2 声相关计程仪应用声学的相关原理来
3、测量船舶相对于水或相对于海底的瞬时运动速度,并累计航程的仪器。3. 3 水声换能器把电信号转换为水中传播的声信号或者把水中声信号转换为电信号的能量转换器件,分发射换能器和接收换能器。3. 4 速度模拟信号装置提供标称速度信号,以检验计程仪工作状态或实验室精度的装置。3. 5 海底眼踪工作模式换能器接收来自海底的反射声信号。此时计程仪测量的船速是相对于海底的速度(Vs),即绝对速度。3. 6 水层跟踪工作模式换能器接收来自某层水团的反射声信号。此时计程仪测量的船速是相对于某层水团的速度CVw),即相对速度。中国船舶工业总公司1996-12-23批准1997-06-01实施CB / T 3788-
4、1996 4 产品分类4. 1 声波计程仪按声波反射层性质分为:a.以海底作为反射层,获得相对于海底的速度一绝对速度计程仪;b.以水团作为反射层,获得相对于水层的速度一一相对速度计程仪;c.以海底,也可以水团作为反射层一一绝对和相对速度兼容计程仪,包括绝对和相对工作模式转换型;绝对和相对工作模式同时型。4.2 声波计程仪按工作机理分为:a.多普勒计程仪;b.声相关计程仪。4.3 产品规格4. 3. 1 测速范围测速范围可分为:纵向:a. -5+20 kn; b. -10+30 kn; c.一1040kn; d. -10+60 kn; 横向:a. -5+s kn; b. -10十10kn0 4.
5、 3. 2 相对于海底速度测量时的深度范围可分为:a. 3 100 m; b. 3 300 m; c. 3 500 m; d. 3 1 000 m; e. 33 000 m; f. 3 5 000 m。4.3.3精度等级4. 3. 3. 1 测速精度等级(相对于所测速度)分为:a.土0.5 kn或士5%(两者取大);b.士0.2 kn或士2%(两者取大);c.士0.1kn或士1%(两者取大);d. 0. 05 kn或士0.5%(两者取大)。4. 3. 3. 2 计程精度等级分为:a.土0.5 n mile或士5%(两者取大hb.士0.2 n mile或土2%(两者取大hc.士0.1 n mil
6、e或士1%(两者取大hd.土0.05 n mile或士0.5%(两者取大)。5 技术要求5. 1 一般要求5. 1. 1 使用CB /T 3 7 88-1996 5. 1. 1. 1 计程仪应操作简便,易于发现故障和维修。5. 1. 1. 2 计程仪应具有与系统相连的接口,并能直接提供结果数据。5. 1. 1. 3 当计程仪能测量纵向、横向即两维速度,则显示器应清晰指示,包括前后、左右方向。5. 1. 1. 4 当计程仪能工作于海底跟踪形式和水层跟踪形式,则应提供工作模式选择和工作模式指示。5. 1. 1. 5 制造厂对出厂的每台计程仪都应提供使用说明书、线缆连接图及必要的备附件和备附件清单。
7、5. 1. 2 安全5. 1. 2. 1 计程仪的设计必须保证工作人员的人身安全和避免计程仪意外损坏。5. 1. 2. 2 凡有安全要求的地方都应设置安全标志,安全标志应符合GB4793的规定。5. 1. 2. 3 当计程仪中交流或直流电压合成的瞬时电压大于50V时,凡人体容易触及到的地方,应采取保护措施。5. 1. 2. 4 计程仪内部存在瞬时电流大于25mA,电压为1.5 kV以上的高压时,应设置保护装置,使在打开机柜或高压保护罩时能自动切断电源,使高压电容器随即自动接入放电电路,并在10s时间内,使高压电容器放电到安全电平。5. 1. 2. 5 在计程仪内部未经保护的高压附近,严禁设置调
8、整机构。5. 1. 2. 6 泄放电路中的放电电阻应用两个阻值相同的电阻并联使用。5. 1. 2. 7 机壳上应设置一个专用接地柱并加以标志。5. 1. 2. 8 计程仪中若有几个电源开关时,必须设置一个总开关。5. 1. 2. 9 计程仪在电源接通时,应有所指示。5.2 电气要求5. 2. 1 电源5. 2. 1. 1 计程仪电源应采用交流电压为220V或110V,频率为50Hz或60Hz,也可用直流电压24 v。5. 2. 1. 2 电源在下述变化情况下,计程仪应能正常工作。a.交流:电压对额定值变动土10%;频率对额定值变动6%。b.直流:船电供电时,电压对额定值变动20%10%;蓄电池
9、供电时,电压对额定值变动10%30%。5. 2. 1. 3 计程仪对过电流或过电压应有保护措施。5. 2. 1. 4 直流供电时,当电源极性偶然接反,计程仪应不损坏。5.2.2 绝缘电阻和介电强度5. 2. 2. 1 计程仪电源初级电路和换能器的绝缘电阻应符合表l要求。表l壁飞试部飞f值主飞状飞飞飞飞- 冷态热态潮湿试验中 电摞初级电路与机壳间电摞电压不大于60v 10 5 1 电惊初级电路与机壳间电摞电压大于60v 100 10 1 换能器芯线与机壳间100 10 换能器芯线间(当有绝缘要求时)100 10 M.O. 水压试验中 5 5 CB/T 3788-1996 5. 2.2.2 计程仪
10、电源初级电路和换能器的介电强度试验电压按表2规定。试验时应无击穿和闪烁现象。表2v 试验电压500 2 000 5.2.3 电磁干扰计程仪应能有效地抵抗周围设备的电磁干扰,同时应使计程仪本身产生的电磁干扰抑制到可以容许的程度。5. 2. 3. 1 电源端干扰电压极限值电源端干扰电压应不超过图l(a)或图l(b)图l(a)一宽带电压散发界限,图l(b)窄带电压散发界限的界限值。dB(V) 100 、飞、一工也一问l、1500 、- 750 500 I I MHz 80 A PRV (剧唱密制rv国e40 0. 01 0.1 10 100 频率(a) dB(V) 100 I飞民、l、,、同l、l、
11、l、1500 、750 500 I I I I I I I I MHz 80 国.!lfl 60 40 0. 01 0. 1 10 100 频率(b) 图l4 CB/T 3788-1996 5. 2. 3. 2 计程仪对共地干扰的抗扰度当在公共接地阻抗上存在有效值为lV,频率为1050kHz的干扰电压时,计程仪应正常工作。5. 2. 3. 3 计程仪对传导干扰的抗扰度当计程仪的电摞线上存在图2所示频率范围和电平,调制度为30%的干扰电压时,计程仪应正常工作。dB(V) 干扰试验信号电平(lV)120 . h. 严h-100 80 0. 01 0.1 1. 0 图25. 2. 3. 4 计程仪对
12、电源线上瞬态干扰的抗扰度 . . .- (O. lV) MHz 10. 0 100 f信号频率当计程仪的电糠线上偶然存在最大幅度为400V,持续时间1020间的瞬态干扰电压时,计程仪应正常工作。对采用50V以下低压电源的计程仪,瞬态干扰最大幅度为100V,持续时间1020s。5. 2. 3. 5 计程仪对金属外壳及其连接电缆屏蔽层中环流的抗扰度当计程仪金属外壳通过有效值为100mA的射频电流时,计程仪应正常工作。5.2.4 计程仪离开磁罗经的安全距离航海用计程仪应符合CB/Z206中4.5条。5.2. 5 计程仪机械噪声距离计程仪lm处的机械噪声不应超过65dB(A)。5,3 结构与安装要求5
13、. 3.1 结构设计应贯彻标准化、通用化、系列化,最大限度地采用标准件、通用件。5. 3. 2 计程仪应由换能器、信号处理装置以及指示器组成,也可附有信号转接盒、分指示器等。5, 3. 3 计程仪的外表应光洁、无锈蚀和脱漆现象,换能器的辐射面不应擦伤。5, 3. 4 换能器可固定安装,或可拆卸安装,从维修、更换方便出发,通常采用通过海水阀可拆卸安装式。5. 3. 5 换能器采用海水阀可拆卸安装式时,不应影响船底的强度和水密性能,应采取焊接加强板和可靠的水密等措施。5, 3. 6 换能器应安装在远离船首、机舱和螺旋桨,受船舶振动和摇摆影响最小处。通常安装在距离船首1/8船长之后和距离螺旋桨1/4
14、船长之前的最佳位置处。5. 3. 7 换能器的安装位置周围不应有凸出物,在不得已时,换能器应安装在凸出物之前,距离应大于2m,换能器要远离排水口或吸水口。5. 3. 8换能器安装应有精度要求,安装要求应在产品技术条件中规定。5. 3. 9 当船舶同时需要安装其他水声仪器(如回声测深仪等)时,则各换能器纵铀应沿船舶纵中剖面方向互相平行安装,原则上不允许在同一纵向线上前后安装,并使各换能器之间的问距尽可能远,至少大于lm,以减少相互干扰。5. 3.四当系统的设计需要其任何一部分从船体中伸出或缩回,则设计时应保证当船舶以任何速度直CB/T 3788-1996 至最高速度前进时,该装置能够伸缩和正常工
15、作,且应不影响船舶的航行性能。5.4 性能要求5. 4. 1 速度、航程信息显示方式、范围及递增量5. 4. 1. 1 速度信息可采用模拟或数字形式显示,采用数字显示时其递增量应不超过0.1kn。模拟显示至少每0.5 kn应有一个刻度,每5kn应有数字标志。当显示器能显示船舶前进和后退及左右两个方向的速度,则应清晰地指示出其方向。5. 4. 1. 2 航程信息应以数字形式表示,显示范围应从零开始,直至不少于9999. 9 n mile,递增量应不超过0.1 n mile,为了海上测量精度的需要,可采用递增量为0.01 n mile ,显示器应设有读数复零装置。5. 4. 1. 3 模拟式速度指
16、示器应便于黑夜读数,如采用萤光粉显示,其放射量应不对长期使用者构成健康威胁;通常数字式速度指示器读数亮度可根据需要调节。5.4.2 航程信息输出5. 4. 2. 1 航程信息输出通常具备两种形式:其一是机械触点形式,每1n mile触点闭合200次;另一种为脉冲形式,每1n mile输出200个脉冲,触点闭合的时间或等效脉冲宽度应不少于50ms。5.4.2.2 航程信息应采用符合GB6107中规定的串行接口,或有关的专业标准接口。5. 4. 3 主要性能指标5. 4. 3. 1 测速范围:按4.3. 1条选取。5. 4. 3. 2 计程范围:09999. 9 n mile。5. 4. 3. 3
17、深度范围:按4.3.2条选取。5.4.3.4 测速精度:按4.3. 3. 1条选取。5. 4. 3. 5 计程精度:按4.3. 3. 2条选取。5. 4. 3. 6 测深精度:若计程仪附有测深功能,则应满足浅水量程士lm或所测深度的5%;深水量程5m或所拥tl深度的5%(两者取大)。5. 4. 3. 7 可靠性:平均故障间隔时间MTBF不小于2500 h 0 5. 4. 3. 8 维修性:平均修复时间MTTR不大于0.5 h。5.4.4 工作模式对绝对和相对转换型的计程仪应说明海底眼踪和水层跟踪工作状态的转换深度界限,对于相对计程仪或绝对计程仪和绝对和相对同时型的计程仪,应说明跟踪水层的深度或
18、最大工作深度。5.4.5 精度校正计程仪应具有精度校正措施,以便对由于换能器的安装偏差所引起的计程仪测量精度变化进行校正。5.4.6 适航性5. 4. 6. 1 当龙骨下水深大于3m,船舶以前进速度直至最高速度航行时,计程仪应能正常工作。5.4.6.2 当船舶横摇士10、或纵倾士5。时,计程仪的性能应符合本标准要求。5. 4. 6. 3 若计程仪测速精度和计程精度会受某些条件(如海况,龙骨下的水深,船的纵横倾斜,摇摆等)影响时,有关影响因素及影响细节应在计程仪使用说明书中说明。5.4. 7 模拟测量精度模拟测量精度是指产品在实验室通过速度模拟信号装置设定标称速度测量的精度,包括测速精度,计程精
19、度和测深精度,测量结果应高于5.4. 3. 4,5. 4. 3. 5和5.4. 3. 6条的规定。具体数值应在产品技术条件中规定,其依据应计及海上测量与实验室模拟测量装置的差异程度,其目的为了确保海上测量精度符合指标规定。5.4.8性能参数产品技术条件一般应规定下列性能参数值:a. 计程仪消耗电源功率P,W;CB / T 3 7 8 8-1 9 9 6 b. 发射信号中心频率foc1kHz;c. 发射电功率孔,W;d. 接收机通带中心频率f0,kHz;e. 接收机带宽B,Hz;f. 接收机电压增益G,dB(基准值1V); g. 输入噪声电压Uru,V;h. 发射声源级Lr.,dB(基准值1Pa
20、, 1 m); i. 发射换能器的谐振频率f,kHz;j. 发射换能器在标称工作频率处的等效阻抗,O;k. 发射换能器在标称工作频率上一3dB处的波束宽度,(。);I. 接收换能器的谐振频率f,kHz;m. 接收换能器的频带宽度丘,Hz;n. 接收换能器在标称工作频率上3dB处的波束宽度,(。);o. 接收换能器的自由场电压灵敏度M,dB(基准值IV / Pa); p. 基阵组成中接收换能器的自由场电压灵敏度的不一致性,%。5. 5 环境条件计程仪在下列环境条件下应能正常工作:a. 环境温度:一1555;b. 相对湿度:温度在40土3时,相对湿度为93%士2%;c. 倾斜:横倾22.5,纵倾1
21、0。;d. 摇摆:横摇土22.5。,周期10s; 纵摇士10。,周期8的e. 盐雾、长霉及船舶航行时所产生的振动。5.6 耐水压换能器和海水间应能承受0.6 MPa的水压而无渗漏。6 试验方法6. 1 外观检查用目测进行检验,其结果应符合5.1. 1. 3 5. 3. 3 5. 4. 1条的要求。6.2 电气试验6.2. 1 电压和频率变化计程仪选用交流220V或110V、频率50Hz或60Hz电源,按表3所列的三种条件下各运行15 min。表3% 汗电压变化频率变化1 一10- 6 2 +10 -6 3 十10十6直流供电的计程仪只进行电压试验。蓄电池供电时,电池容量应为试验时耗电量的10倍
22、以上。其试验结果应符合5.2. 1. 2条的要求。CB/T 3788-1996 6. 2. 2 绝缘电阻和介电强度测试绝缘电阻和电压试验按GB4793中第9.7. 3和第9.7. 4条进行试验,其结果应符合5.2. 2条的要求。6.2.3 电磁干扰的测试6. 2. 3. 1 电源端干扰电压的极限值试验布置按图3或图4(图3一测量线地电压,图4一测量线间电压)。计程仪处于正常工作状态。用干扰测量仪测量计程仪的电源端干扰电压,测量宽带干扰电压时,应在计程仪与电源之间加接等效隔离网络。测量时,一般每频段取35个测量点。其结果应符合5.2. 3. 1条的规定。隔离网络参数:在10kHz 30 MHz范
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