DIN EN 62127-3-2014 Ultrasonics - Hydrophones - Part 3 Properties of hydrophones for ultrasonic fields up to 40 MHz (IEC 62127-3 2007 + A1 2013) German version EN 62127-3 2007 + A1.pdf

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1、Februar 2014DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、17.140.50; 11.040.60!%*OO“2074444www.din.deDDIN EN 62127-3Ultraschall Hydrophone Teil 3: Eigenschaften von Hydrophonen zur Verwendung inUltraschallfeldern bis zu 40 MHz (IEC62127-3:2007+A1:2013);Deutsche Fassung EN 62127-3:2007 + A1:2013Ultrasonics Hydrophones Part 3: Properties of hydrophones for u

3、ltrasonic fields up to 40 MHz (IEC 62127-3:2007 +A1:2013);German version EN 62127-3:2007 + A1:2013Ultrasons Hydrophones Partie 3: Proprits des hydrophones pour les champs ultrasonores jusqu 40 MHz(CEI 62127-3:2007 + A1:2013);Version allemande EN 62127-3:2007 + A1:2013Alleinverkauf der Normen durch B

4、euth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 62127-3:2008-06Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 23 SeitenDIN EN 62127-3:2014-02 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2007-09-01 angenommene Europische Norm und die am 2013-07-02 angenommene nderung A1 als DIN-Norm ist 2

5、014-02-01. Fr DIN EN 62127-3:2008-06 besteht eine bergangsfrist bis 2016-07-02. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 62127-3/A1:2010-08. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium GUK 821.3 Medizinische Ultraschallgerte“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elekt

6、ronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 87 Ultrasonics“ erarbeitet. Die nderung A1 zu EN 62127-3:2007 ist in dieser Norm eingearbeitet und mit einem Randstrich gekennzeichnet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser

7、Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt

8、 oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.

9、 Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entspr

10、echenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Eine Auflistung aller Teile der Reihe IEC 62127 mit dem Haupttitel Ultraschall Hydrophone“, ist auf der IEC-Website zu finden. Wrter in

11、 Fettschrift sind in Abschnitt 3 definiert. nderungen Gegenber DIN EN 62127-3:2008-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) In Abschnitt 5 Hydrophon-Eigenschaften“ wurden quantitative Verbesserungen vorgenommen. b) In Anhang A wurde hauptschlich die Konsistenz zum normativen Teil der Norm verbes

12、sert und durch physikalische Werte ergnzt. Frhere Ausgaben DIN EN 61101: 1994-12 DIN EN 61102: 1994-12 DIN EN 62092: 2002-11 DIN EN 62127-3: 2008-06 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62127-3 Oktober 2007 + A1 August 2013 ICS 17.140.50 Teilweiser Ersatz fr EN 61101:1993, EN 61102:1

13、993 + A1:1994, EN 61220:1995 und EN 62092:2001 Deutsche Fassung Ultraschall Hydrophone Teil 3: Eigenschaften von Hydrophonen zur Verwendung in Ultraschallfeldern bis zu 40 MHz (IEC 62127-3:2007 + A1:2013) Ultrasonics Hydrophones Part 3: Properties of hydrophones for ultrasonic fields up to 40 MHz (I

14、EC 62127-3:2007 + A1:2013) Ultrasons Hydrophones Partie 3: Proprits des hydrophones pour les champs ultrasonores jusqu 40 MHz (CEI 62127-3:2007 + A1:2013) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2007-09-01 und die A1 am 2013-07-02 angenommen. CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Gesc

15、hftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management

16、Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht un

17、d dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Fra

18、nkreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern

19、. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahr

20、en, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62127-3:2007 + A1:2013 DDIN EN 62127-3:2014-02 EN 62127-3:2007 + A1:2013 Vorwort Der Text des Schriftstcks 87/354/CDV, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62127-3, ausgearbeitet von dem IEC/TC 87 Ultrasonics“, wurde dem IEC-CENELEC Para

21、llelen Einstufigen Annahmeverfahren unterworfen und von CENELEC am 2007-09-01 als EN 62127-3 angenommen. EN 62127-1, EN 62127-2 und EN 62127-3 werden gleichzeitig verffentlicht. Zusammengefasst ersetzen die-se Europischen Normen EN 61101:1993, EN 61102:1993 + A1:1994, EN 61220:1995 und EN 62092:2001

22、. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2008-06-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden ms

23、sen (dow): 2010-09-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62127-3:2007 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nac

24、hstehende Anmerkung einzutragen: IEC 60565 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60565:2007 (nicht modifiziert). Vorwort zu A1 Der Text des Dokuments 87/530/FDIS, zuknftige IEC 62127-3:2007/A1, erarbeitet vom IEC/TC 87 Ultrasonics“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als E

25、N 62127-3:2007/A1:2013 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2014-04-02 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die die

26、sem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-07-02 Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Aner

27、kennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62127-3:2007/A1:2013 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. 2 DIN EN 62127-3:2014-02 EN 62127-3:2007 + A1:2013 Inhalt SeiteVorwort .2 Vorwort zu A1 .2 Einleitung4 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen.5

28、 3 Begriffe.5 4 Liste der Formelzeichen.7 5 Hydrophon-Eigenschaften8 5.1 Allgemeines8 5.2 Grundinformationen .8 5.3 Empfindlichkeit .8 5.4 Frequenzgang 9 5.5 Richtungsempfindlichkeit .10 5.6 Wirksamer Radius11 5.7 Dynamischer Bereich, Linearitt und elektromagnetische Strungen.11 5.8 Elektrische Ausg

29、angseigenschaften 12 5.9 Umgebungsaspekte .13 5.10 Gebrauchsanleitung .14 5.11 Liste der Hydrophon-Eigenschaften.14 Anhang A (informativ) Beispiele von Informationen zu Hydrophon-Eigenschaften 15 Literaturhinweise 20 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ih

30、ren entsprechenden europischen Publikationen21 Bilder Bild A.1 Frequenzgang des 0,2-mm-Nadel-Hydrophons 16 Bild A.2 Richtungsempfindlichkeit des 0,2-mm-Nadel-Hydrophons17 Tabellen Tabelle A.1 Beispiel fr Grundinformationen bei einer 0,2-mm-Nadel-Hydrophoneinheit 15 3 DIN EN 62127-3:2014-02 EN 62127-

31、3:2007 + A1:2013 Einleitung Die rumliche und zeitliche Verteilung des Schalldrucks in einem Ultraschallfeld in einem flssigen Medium wird gewhnlich mit Miniatur-Ultraschall-Hydrophonen bestimmt. Die Eigenschaften dieser Hydrophone wurden in einer Vielzahl von IEC-Normen unter verschiedenen Gesichtsp

32、unkten behandelt. Der Zweck der vorliegenden Internationalen Norm ist die Zusammenfassung aller dieser Spezifikationen und das Erstellen einer gemeinsamen Norm zu den Eigenschaften von Ultraschall-Hydrophonen. Die Hauptanwendung von Hydrophonen in diesem Zusammenhang ist die Messung von Ultraschallf

33、eldern, die von medizinischen diagnostischen Gerten in Wasser ausgesendet werden. Andere medizinische Anwendungen sind Feldmessungen fr Therapiegerte wie z. B. fr Lithotripsie, HIFU (hochintensiver fokussierter Ultraschall) und Physiotherapie. Hydrophone werden auch in nichtmedizinischen Anwendungen

34、 sowohl fr die Produktentwicklung als auch die Qualittskontrolle umfangreich eingesetzt, einschlielich: Abbildung (Verlaufsberwachung) des Ultraschallfeldes innerhalb von Ultraschallreinigungsbdern; Charakterisierung von Schallfeldern von Durchschallungs-Messsystemen (z. B. Ultraschallspektrometer,

35、Ultraschalldmpfungsmessgerte, Geschwindigkeitsmessgerte); Charakterisierung von Schallfeldern, die in Reflexionsmessgerten angewendet werden (z. B. Doppler-Strmungsmessgerte). Whrend der Begriff Hydrophon“ in einem weiteren Sinn angewendet werden kann, wird in dieser Norm als Bezeichnung fr ein piez

36、oelektrisches Miniatur-Hydrophon verstanden. Es ist dieser Messgertetyp, der heutzutage in verschiedenen Bereichen der Ultraschallanwendung und insbesondere zum quantitativen Charakterisieren der Feldstruktur von medizinischen Ultraschall Diagnostikgerten verwendet wird. Im Hinblick auf andere Typen

37、 von Schalldrucksensoren wie diejenigen, die auf Faseroptik beruhen, gelten einige der Vorgaben in dieser Internationalen Norm fr diese Typen ebenfalls, andere jedoch nicht. Wenn diese anderen Hydrophon-Typen in der Zukunft fr die Feldmessungspraxis an Bedeutung gewinnen, werden ihre Eigenschaften i

38、n einer berarbeiteten Fassung dieser Internationalen Norm oder in einer getrennten Norm zu behandeln sein. Die in IEC 60500 und IEC 60565 behandelten Unterwasser-Hydrophone werden in dieser Norm nicht bercksichtigt, obwohl eine berlappung in den Frequenzbereichen besteht. Unterwasser-Hydrophone werd

39、en in natrlichen Gewssern und sogar im Ozean eingesetzt, was zu verschiedenen technischen Konzepten und Anforderungen fhrt. Auerdem liegt die Hauptrichtung des Schalleinfalls bei Unterwasser-anwendungen blicherweise im rechten Winkel zur Hydrophonachse, wohingegen in dieser Norm ange-nommen wird, da

40、ss er in Richtung der Hydrophonachse verluft. In der Vergangenheit wurden Ultraschall-Hydrophone fast ausschlielich als Amplitudensensoren verwendet. Heutzutage kann diesbezglich eine nderung beobachtet werden, und es wird zunehmend als hilfreich erachtet, zustzliche Phaseninformationen zu bekommen,

41、 was jedoch nur mglich ist, wenn die Phasencharakteristik des Hydrophons whrend der Kalibrierung bestimmt wurde. In dieser Internationalen Norm wird daher der Amplitudenaspekt der Hydrophon-Empfindlichkeit in verbindlicher Weise behandelt und der Phasenaspekt optional. 4 DIN EN 62127-3:2014-02 EN 62

42、127-3:2007 + A1:2013 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der Reihe IEC 62127 legt die relevanten Hydrophon-Eigenschaften fest. Die vorliegende Norm gilt fr: Hydrophone mit piezoelektrischen Sensorelementen, die dafr ausgelegt sind, von Ultraschallgerten erzeugte gepulste Ultraschallfelder und Dauerultra

43、schallfelder zu messen; Hydrophone, die fr in Wasser durchgefhrte Messungen verwendet werden; Hydrophone mit oder ohne zugehrigen Vorverstrker. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in B

44、ezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 62127-1, Ultrasonics Hydrophones Part 1: Measurement and characterization of medical ultrasonic fields up to 40 MHz IEC 62127-2, Ultrasonics Hydrophones

45、 Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 40 MHz 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 6212-1, IEC 62127-2 und die folgenden Begriffe. 3.1 Richtungsempfindlichkeit im Allgemeinen grafisch dargestellte Beschreibung der Empfindlichkeit eines Hydrophons als Fu

46、nktion der Ausbreitungsrichtung der einfallenden ebenen Schallwelle in einer festgelegten Ebene durch das Bezugs-zentrum und bei einer festgelegten Frequenz ANMERKUNG Definition bernommen aus IEC 60565:2006. 3.2 wirksamer Hydrophonradius ah, ah3, ah6Radius eines Empfangs-Hydrophons mit starrer Piezo

47、scheibe, das eine vorhergesagte Funktion der Richtungsempfindlichkeit mit einem ffnungswinkel gleich dem beobachteten ffnungswinkel hat ANMERKUNG 1 Der ffnungswinkel wird bei einem festgelegten Pegel unterhalb des Spitzenwertes der Richtungsempfindlichkeits-Funktion bestimmt. Fr die festgelegten Peg

48、el von 3 dB und 6 dB werden die Radien als ah3bzw. ah6bezeichnet. ANMERKUNG 2 Der Radius ist blicherweise eine Funktion der Frequenz. Fr reprsentative experimentelle Daten siehe 1. ANMERKUNG 3 Der wirksame Hydrophonradius wird in Meter (m) angegeben. 5 DIN EN 62127-3:2014-02 EN 62127-3:2007 + A1:201

49、3 3.3 elektrische Lastimpedanz ZLkomplexe elektrische Eingangsimpedanz (bestehend aus einem realen und einem imaginren Teil), an die der Ausgang des Hydrophons oder der Hydrophoneinheit angeschlossen ist oder angeschlossen werden soll ANMERKUNG Die elektrische Lastimpedanz wird in Ohm () angegeben. 3.4 Kabelende Spezifikation, die sich auf das Ende eines integri