《球形壓電陶瓷換能器》編制說(shuō)明

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)?球形壓電陶瓷換能器?編制說(shuō)明一、工作簡(jiǎn)況任務(wù)來(lái)源球形壓電陶瓷換能器作為無(wú)指向性的全向點(diǎn)聲源，具有水平無(wú)指向性和垂直開(kāi)角大于180度指向性，波束寬度隨頻率變化小，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，耐高靜水壓和較高的聲源級(jí)的特點(diǎn)，在水聲領(lǐng)域作為全向點(diǎn)聲源，廣泛用于水聲測(cè)量、水聲通信、水聲應(yīng)答以及水下成像；同時(shí)，這種球形壓電陶瓷換能器作為全向超聲波清洗頭，也將得到廣泛應(yīng)用。以“球形壓電陶瓷換能器”為關(guān)鍵字進(jìn)行檢索，未見(jiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制定與實(shí)施，這直接導(dǎo)致國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)范制造和評(píng)價(jià)，使這一行業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)受到了限制。制定球形壓電陶瓷換能器團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，有助于國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)對(duì)球形壓電陶瓷換能器的規(guī)范研發(fā)、制造和，評(píng)估，形成核心技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，打破國(guó)外對(duì)相關(guān)技術(shù)的壟斷和封鎖，從而引領(lǐng)國(guó)內(nèi)水聲和超聲用球形壓電陶瓷換能器產(chǎn)品發(fā)展。主要工作過(guò)程根據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)2021年4月26日下達(dá)的《關(guān)于下達(dá)2021年第二批中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目計(jì)劃的通知》的安排，?球形壓電陶瓷換能器?團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)后，歸口單位中電元協(xié)電陶分會(huì)組織和落實(shí)了本標(biāo)準(zhǔn)主要參加單位和工作組成員，具體清單及工作分工如表1所示：序號(hào)成員姓名編制組成員單位組內(nèi)職務(wù)職責(zé)1孫兆海山東淄博宇海電子陶瓷有限公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)完成標(biāo)準(zhǔn)各階段文件的編寫(xiě)、修改，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)劃的進(jìn)度控制，以及與其他單位的溝通協(xié)調(diào)。2馮杰中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所編制組成員協(xié)助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人完成標(biāo)準(zhǔn)各階段文件的編寫(xiě)、修改，按期完成項(xiàng)目負(fù)責(zé)人分派的工作任務(wù)。3胡望鋒中船重工集團(tuán)第715研究所編制組成員4朱惠祥廣州凱立達(dá)電子股份有限公司編制組成員5潘鐵政蘇州攀特電陶科技股份有限公司編制組成員6張火榮浙江嘉康電子股份有限公司編制組成員7秦小勇廣東奧迪威傳感科技股份有限公司編制組成員8嚴(yán)紅光廣東思威特智能科技股份有限公司編制組成員9洪健寧波百聲特電子有限公司編制組成員10姜知水廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司編制組成員11張暉無(wú)錫海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司壓電器件分公司編制組成員12楊明江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司編制組成員13邵明春壽光市飛田電子有限公司編制組成員14溫清武無(wú)錫市通超電子有限公司編制組成員15黃世峰濟(jì)南大學(xué)編制組成員16秦雷北京信息科技大學(xué)編制組成員17孫華君淄博高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)先進(jìn)陶瓷研究院編制組成員本標(biāo)準(zhǔn)參與編制的單位有17家。牽頭單位是淄博宇海電子陶瓷有限公司，負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)資料的搜集和調(diào)研、標(biāo)準(zhǔn)框架編制、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容起草、反饋意見(jiàn)整理等工作；并由中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所、廣州凱立達(dá)電子股份有限公司、蘇州攀特電陶科技有限公司、浙江嘉康電子股份有限公司、廣東奧迪威傳感科技股份有限公司、廣東思威特智能科技股份有限公司、寧波百聲特電子有限公司、廣東捷成科創(chuàng)電子股份有限公司、無(wú)錫海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司壓電器件分公司、江蘇聯(lián)能電子技術(shù)有限公司、山東壽光市飛田電子有限公司、無(wú)錫市通超電子有限公司、濟(jì)南大學(xué)、北京信息科技大學(xué)、淄博高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)先進(jìn)陶瓷研究院負(fù)責(zé)驗(yàn)證試驗(yàn)、補(bǔ)充完善標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。（1）資料收集和調(diào)研階段2021年3月～2020年5月，開(kāi)展資料的搜集及研究。根據(jù)球形壓電陶瓷換能器的特點(diǎn)及其主要應(yīng)用領(lǐng)域，搜集、整理了一系列與其應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)信息和文獻(xiàn)資料。包括國(guó)內(nèi)外同行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品資料。（2）標(biāo)準(zhǔn)起草形成階段2021年4月~5月，淄博宇海電子陶瓷有限公司牽頭組織對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求與框架進(jìn)行確認(rèn)，并在單位內(nèi)部評(píng)審討論后形成工作組討論稿。在本標(biāo)準(zhǔn)草稿形成階段，主要參考了《GB/T7965-2002聲學(xué)換能器測(cè)量》，還參考了行業(yè)內(nèi)影響力較大的美國(guó)ITC公司的球形壓電陶瓷換能器產(chǎn)品資料，重點(diǎn)考慮產(chǎn)品的工作頻率、方向性、水聲性能、電功率、工作水深和可靠性等要求，確定了本標(biāo)準(zhǔn)的基本框架。主要從球形壓電陶瓷換能器器的外觀結(jié)構(gòu)、絕緣電阻、電容、介電強(qiáng)度、耐靜水壓力、諧振頻率、等效阻抗和導(dǎo)納、發(fā)射電壓響應(yīng)（級(jí)）、發(fā)射電流響應(yīng)（級(jí)）、發(fā)射電功率響應(yīng)（級(jí)）、額定功率、電功率連續(xù)工作、發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖、自由場(chǎng)電壓靈敏度（級(jí)）這幾個(gè)方面進(jìn)行細(xì)化。（3）工作組討論稿形成階段2021年5月，以信函的方式將初稿發(fā)標(biāo)準(zhǔn)起草工作組各單位征求意見(jiàn)，根據(jù)意見(jiàn)進(jìn)行修改形成了討論稿。（4）征求意見(jiàn)稿階段2021年5月22-23日，中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)特陶分會(huì)在淄博組織了工作組會(huì)議，對(duì)討論稿進(jìn)行了討論，提出了修改意見(jiàn)，牽頭單位會(huì)后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和編制說(shuō)明進(jìn)一步做了修改完善，形成工作組討論二稿，6月3日將工作組討論二稿及編制說(shuō)明發(fā)到了各單位。收到反饋意見(jiàn)8條，均采納，詳見(jiàn)“十一、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)”。8月30日完成征求意見(jiàn)稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)原則和主要內(nèi)容及試驗(yàn)情況編制原則根據(jù)國(guó)內(nèi)球形壓電陶瓷換能器的研制和使用實(shí)際情況，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的管理標(biāo)準(zhǔn)，按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)則編寫(xiě)本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的球形壓電陶瓷換能器主要用于水聲和超聲清洗等。重點(diǎn)考慮具體的使用情況要求，制定出具體的相關(guān)指標(biāo)。2、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及試驗(yàn)情況本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容共設(shè)置9章，包括“范圍”、“規(guī)范性引用文件”、“術(shù)語(yǔ)和定義”、“分類(lèi)和型號(hào)命名方法”、“試驗(yàn)條件”、“技術(shù)要求和試驗(yàn)方法”、“檢驗(yàn)規(guī)則”、“環(huán)境有關(guān)物質(zhì)限量要求”、“包裝、標(biāo)志、儲(chǔ)存和運(yùn)輸”。（1）范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于球形壓電陶瓷換能器的設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收。（2）分類(lèi)和型號(hào)命名方法本標(biāo)準(zhǔn)按應(yīng)用領(lǐng)域不同把球形壓電陶瓷換能器分成了水聲和超聲清洗兩類(lèi)。本標(biāo)準(zhǔn)按主稱(chēng)+用途+頻率+陶瓷球形式+球直徑規(guī)則規(guī)定了型號(hào)命名方法。（3）試驗(yàn)條件本標(biāo)準(zhǔn)采用了GB/T2421中4.3規(guī)定的測(cè)量和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣條件。（4）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法表1球形壓電陶瓷換能器檢測(cè)項(xiàng)目、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法項(xiàng)目技術(shù)要求試驗(yàn)方法絕緣電阻絕緣電阻應(yīng)不小于詳細(xì)規(guī)范規(guī)定值，并明確了測(cè)量端口和測(cè)試電壓100±10V。按CB1336-1998第4.7.3條規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。電容球形壓電陶瓷換能器的電容包含電纜的電容，給出了測(cè)試方法。按GB/T15156-2015中推薦的CT測(cè)試方法試驗(yàn)，本標(biāo)準(zhǔn)中細(xì)化了電容試驗(yàn)方法。介電強(qiáng)度列表給出了工作電壓和試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)后產(chǎn)品無(wú)擊穿。參照聲納換能器的同類(lèi)試驗(yàn)方法耐靜水壓力工作最大水深度的1.2倍確定產(chǎn)品耐靜水壓力值參照聲納換能器的同類(lèi)試驗(yàn)方法。諧振頻率徑向諧振頻率和厚度諧振頻率范圍符合詳細(xì)規(guī)范要求。按照GB/T7965-220213.1的進(jìn)行測(cè)量等效阻抗和導(dǎo)納規(guī)定了空氣和常壓水中的阻抗特性以及隨水壓力阻抗變化都應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范要求測(cè)試方法引用了GB/T7965-220213.1的測(cè)量方法。電聲性能規(guī)定了以下5個(gè)電聲性能要求，發(fā)射電壓響應(yīng)（級(jí)）、發(fā)射電流響應(yīng)（級(jí)）、發(fā)射電功率響應(yīng)（級(jí)）、發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖和自由場(chǎng)電壓靈敏度（級(jí)）應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范的要求。5個(gè)電聲指標(biāo)測(cè)試方法分別引用GB/T3223-1994第5.3條、GB/T3223-1994第5.2條、GB/T7967-2002第9章、GB/T7965-2002第10.2條和第11章、GB/T3223-1994第5.1條規(guī)定。額定功率符合詳細(xì)規(guī)范規(guī)定要求。GB/T7967-2002第15章的規(guī)定，電功率連續(xù)工作應(yīng)在額定電功率下連續(xù)工作。依據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用采用不同的額定功率值及信號(hào)波形，連續(xù)工作時(shí)間，工作水深等試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)。低溫貯存-40℃條件下貯存24小時(shí)）低溫貯存后，產(chǎn)品不損壞。參考GB/T2423.1的方法溫度突變?cè)囼?yàn)溫度等級(jí)a.低溫：-30±3℃b.高溫：60±2℃C.水溫：10±5℃循環(huán)次數(shù)：≥2次，具體次數(shù)由詳細(xì)規(guī)范規(guī)定。試驗(yàn)后絕緣電阻滿(mǎn)足詳細(xì)規(guī)范要求。依據(jù)聲吶換能器的同類(lèi)試驗(yàn)方法振動(dòng)經(jīng)振動(dòng)試驗(yàn)后的球形壓電陶瓷換能器，電性能符合詳細(xì)規(guī)范的要求。參考GB/T2423.22的方法浸泡淡水在產(chǎn)品經(jīng)詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的浸泡時(shí)間浸泡后，絕緣電阻應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范的要求。將球形壓電陶瓷換能器水密接頭或電纜輸出端露出的正負(fù)極作水密封處理后浸入水中。參考GB/T2423.23Qf的方法（5）檢驗(yàn)規(guī)則無(wú)特殊要求。環(huán)境有關(guān)物質(zhì)限量要求滿(mǎn)足GB/T26572的限量要求。包裝、標(biāo)志、儲(chǔ)存和運(yùn)輸無(wú)特殊要求。三、標(biāo)準(zhǔn)中如果涉及專(zhuān)利，應(yīng)有明確的知識(shí)產(chǎn)權(quán)說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容不涉及相關(guān)專(zhuān)利四、產(chǎn)業(yè)化情況、推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果等情況目前球形壓電陶瓷換能器較小直徑的大部分是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的，而大直徑的整體形和復(fù)合材料拼鑲形球形壓電陶瓷換能器制作工藝難度大，國(guó)內(nèi)雖有單位從事該類(lèi)產(chǎn)品研究，但產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，使國(guó)產(chǎn)化受到極大限制，較大尺寸的高性能產(chǎn)品大多數(shù)依靠進(jìn)口。本標(biāo)準(zhǔn)的制定將有利于提高我國(guó)球形壓電陶瓷換能器產(chǎn)品的質(zhì)量水平，促進(jìn)球形壓電陶瓷換能器應(yīng)用的健康發(fā)展。五、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度，以及與國(guó)際、國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況本標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程未檢索到對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)全面規(guī)定球形壓電陶瓷換能器技術(shù)要求和測(cè)量方法，以利球形壓電陶瓷換能器制作水平的提高和應(yīng)用推廣。技術(shù)要求參考了ITC等同類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)桿廠家的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)，對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了制定，詳見(jiàn)表1。表2部分技術(shù)要求的依據(jù)、國(guó)外球形壓電陶瓷換能器的水平項(xiàng)目依據(jù)國(guó)外水平尺寸根據(jù)我國(guó)用戶(hù)提出的需求，徑向諧振頻率2.5-350KHz和厚度諧振頻率150-4000KHz的球形壓電陶瓷換能器，產(chǎn)品直徑范圍在8-670mm和厚度范圍為0.5-13mmITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)外直徑范圍為20-304.8mm諧振頻率根據(jù)用戶(hù)提出的需求本標(biāo)準(zhǔn)推薦2.5-4000KHzITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)5.5-79KHz工作水深本標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有具體規(guī)定，根據(jù)用戶(hù)提出需求S類(lèi)水深100-2000m,C類(lèi)0.1-5mITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)180-1250m最大發(fā)射電壓響應(yīng)TVR@fr本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定，以詳細(xì)規(guī)范規(guī)定為準(zhǔn)ITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)149dB/μPa/V@1m中頻自由場(chǎng)電壓靈敏度MidbandOCV本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定，以詳細(xì)規(guī)范規(guī)定為準(zhǔn)ITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)-188dB/1V/μPa工作頻帶SuggestedBand本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定，以詳細(xì)規(guī)范規(guī)定為準(zhǔn)ITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)0.01-100KHz波束類(lèi)型BeamType本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖在水平360°范圍內(nèi)，發(fā)射響應(yīng)起伏不大于3dB,垂直指向性大于180°ITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)Spherical,起伏小于1dB輸入功率InputPower本標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定，以以詳細(xì)規(guī)范規(guī)定為準(zhǔn)ITC的產(chǎn)品規(guī)格書(shū)100-10000W與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容符合現(xiàn)行法律、法規(guī)。重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)目前尚未出現(xiàn)不能解決的重大分歧意見(jiàn)。貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議建議本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，相關(guān)企業(yè)組織標(biāo)準(zhǔn)宣講，了解標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的順利實(shí)施。廢止現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議該標(biāo)準(zhǔn)為首次制定，無(wú)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)1、2021年5月會(huì)議對(duì)工作組討論稿提出的意見(jiàn)和處理結(jié)果表35月會(huì)議對(duì)工作組討論稿提出的意見(jiàn)和處理結(jié)果序號(hào)章、條編號(hào)建議處理結(jié)果1引言中第一、二自然段這兩段在引言中出現(xiàn)不太合適應(yīng)放在標(biāo)準(zhǔn)中的3.1為最好25.1空氣中試驗(yàn)條件a）b）c）中的內(nèi)容要用全稱(chēng)15℃-35℃；25%-75%；86Kpa-106Kpa35.2水中試驗(yàn)條件去掉a）b）直接用水溫5℃-35℃46.1.1球形壓電陶瓷換能器結(jié)構(gòu)圖不能完全表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)中所述內(nèi)容應(yīng)外加拼鑲球、多邊形拼鑲球結(jié)構(gòu)圖56.7.2試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的引用不嚴(yán)謹(jǐn)要用全稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)起來(lái)66.8.1技術(shù)要求球形壓電陶瓷換能器諧振頻率范圍表達(dá)不完全應(yīng)為50KHz-150KHz,150KHz-4000KHz76.8.2試驗(yàn)方法分別測(cè)試球形壓電陶瓷換能器在空氣中和水中的G/B-f或|Z|/0-f特性曲線表達(dá)有誤。應(yīng)為G/B-f或|Z|phi/f特性曲線86.10.2試驗(yàn)方法按GB/T3223第5.3條規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不完整應(yīng)為GB/T3223-199496.11.2試驗(yàn)方法按GB/T3223第5.2條規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不完整應(yīng)為GB/T3223-1994106.12.2試驗(yàn)方法按GB/7967第9章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)應(yīng)為GB/T7967-2002116.13.2試驗(yàn)方法按GB/7967第15章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)應(yīng)為GB/T7967-2002126.15.2試驗(yàn)方法按GB/7967第10.2條和第11章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不完整應(yīng)為GB/T7965-2002136.16.2試驗(yàn)方法按GB/3223第5.1條的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不完整應(yīng)為GB/T3223--1994146.17.1.2試驗(yàn)方法按GJB150.4第4.1條的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)不完整應(yīng)為GJB150.4A-2009156.17.2.1技術(shù)要求abc表達(dá)不完整應(yīng)為低溫-30℃±3℃；高溫60℃±2℃；水溫10℃±5℃166.17.3.2試驗(yàn)方法在GJB150.16第4章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，表達(dá)有誤應(yīng)為GJB150.16A-2009176.17.4.1技術(shù)要求必要時(shí)在產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的水下沖擊波作用下應(yīng)不損壞應(yīng)分類(lèi)分A、B類(lèi)；A類(lèi)做沖擊波試驗(yàn)，B類(lèi)產(chǎn)品不做沖擊波試驗(yàn)187.4.1周期檢驗(yàn)程序c）產(chǎn)品停產(chǎn)超過(guò)6個(gè)月，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，不確切應(yīng)為12個(gè)月197.4.4樣本的處理經(jīng)過(guò)破壞性