《球形壓電陶瓷換能器》

T/CECAXXX-202XT/CECAXXX-202XPAGE1PAGE1ICS31.CCSICS31.CCS團體標(biāo)準(zhǔn)團體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布中國電子元件行業(yè)協(xié)會20XX—XX—XX實施20XX發(fā)布中國電子元件行業(yè)協(xié)會20XX—XX—XX實施20XX—XX—XX發(fā)布球形壓電陶瓷換能器sphericalpiezoelectricceramictransducers（征求意見稿）T/CECAXXX-202XT/CECAXXX-202XPAGE12PAGEI球形壓電陶瓷換能器范圍本文件規(guī)定了球形壓電陶瓷換能器的定義、分類、術(shù)語和定義、技術(shù)要求和試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)志、儲存和運輸。本文件適用于凸面發(fā)射的球形壓電陶瓷換能器。本文件不適用于凹面發(fā)射的球形壓電陶瓷換能器。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲運圖示標(biāo)志GB/T2421-2020環(huán)境試驗概述和指南GB/T2828.1－2012計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃GB/T2829－2002周期檢驗計數(shù)抽樣程及表（適用于對過程穩(wěn)定性的檢驗）GB/T3223-1994聲學(xué)水聲換能器自由場校準(zhǔn)方法GB/T3389.1-1996鐵電壓電陶瓷詞匯GB/T7965-2002聲學(xué)水聲換能器測量GB/T7967-2002聲學(xué)水聲換能器的大功率特性和測量GB/T15156-2015壓電陶瓷換能元件總規(guī)范JJF1861-20201K-200kHz水聲換能器校準(zhǔn)規(guī)范術(shù)語和定義GB/T3389.1-1996和JJF1861-2020界定的及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

球形壓電陶瓷換能器sphericalpiezoelectricceramictransducers利用空心球殼的徑向振動（呼吸振動）或厚度振動實現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換的換能器。

水平（徑向）發(fā)射指向性圖horizontal(radial)emissionpattern球形壓電陶瓷換能器繞其垂直軸心線水平旋轉(zhuǎn)360度對應(yīng)的發(fā)射響應(yīng)角坐標(biāo)圖,如圖1所示。

圖1.球形壓電陶瓷換能器水平發(fā)射響應(yīng)方向圖

垂直（軸向）發(fā)射指向性圖vertica(axial)emissionpattern球形壓電陶瓷換能器繞其水平軸心線垂直旋轉(zhuǎn)360度對應(yīng)的發(fā)射響應(yīng)角坐標(biāo)圖,如圖2所示。圖2.球形壓電陶瓷換能器垂直發(fā)射響應(yīng)方向圖分類及型號命名方法4.1分類根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分類為:球形水聲壓電陶瓷換能器（S類）；b)球形清洗超聲波換能器(C類)。4.2型號命名按GB/T15156-20154.2的規(guī)定球形壓電陶瓷換能器命名方法為：HTQ球直徑：單位為mm.拼鑲形式：m--密排；T--填充排列（復(fù)合材料）；整球形時,省去該部分。球形式：Z--整體形，P--拼鑲形。水中諧振頻率：單位為kHz。產(chǎn)品用途：S-水聲；C-超聲清洗。示例：HTSQ0330PT160表示諧振頻率為330kHz,直徑為160mm的復(fù)合材料球形水聲換能器。試驗條件空氣中試驗條件除非另有規(guī)定，所有試驗都應(yīng)在GB/T2421中4.3規(guī)定的測量和試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進行。溫度:15℃～35℃;相對濕度:25%～75%;氣壓:86kPa～106kPa;水中試驗條件除非另有規(guī)定，所有試驗都應(yīng)在GB/T2421中4.3規(guī)定的測量和試驗用標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進行。環(huán)境溫度:5℃～35℃;環(huán)境相對濕度:≤90%;水溫:5℃～30℃;在滿足自由聲場的消聲水池或天然水域里進行聲學(xué)特性的測量。技術(shù)要求和試驗方法外形尺寸外形及結(jié)構(gòu)球形壓電陶瓷換能器是由壓電陶瓷空心球殼、內(nèi)襯（可選）、預(yù)緊力夾緊層（可選）、水密透聲包封層、支撐件和水密插座（可選）及電纜等組成的電聲轉(zhuǎn)換器。其中：壓電陶瓷空心球包括整體球和拼鑲球，拼鑲球包含兩個半球壓電陶瓷拼鑲球或三片以上多邊形小球面壓電陶瓷片拼鑲球兩類；后者又分為密排型和間隙填充復(fù)合材料型兩種，如圖3所示。a.整體空心球 b.兩個壓電陶瓷半球殼拼鑲球C.多個壓電陶瓷球面片密排拼鑲球d.多個壓電陶瓷球面片間隙填充有機材料拼鑲球圖3.壓電陶瓷空心球結(jié)構(gòu)圖球形壓電陶瓷換能器的外形及結(jié)構(gòu)名稱如圖4所示。圖4.球形壓電陶瓷換能器結(jié)構(gòu)圖技術(shù)要求外形尺寸及電纜尺寸按照供需雙方確認(rèn)的圖紙要求執(zhí)行。包封后的透聲橡膠表面的球形度，對于直徑小于100mm的產(chǎn)品≤0.5mm,直徑不小于100mm的產(chǎn)品≤1.0mm試驗方法用精度不低于0.01mm,爪長滿足相應(yīng)產(chǎn)品尺寸的游標(biāo)卡尺測量不低于3個軸向的直徑，所有測量值的算術(shù)平均值，即為產(chǎn)品的直徑；所有測量值的最大值和最小值的差值即為球形度。外觀技術(shù)要求球形壓電陶瓷換能器包封層表面光滑、顏色均勻，球體無缺損、凹坑和氣泡，電纜與球體連接部位無裂縫，電纜無裂紋和損傷。試驗方法應(yīng)在明亮光線下，目檢。重量技術(shù)要求重量應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范要求。試驗方法用精度不小于1g，量程滿足要求的電子秤稱量。絕緣電阻技術(shù)要求絕緣電阻應(yīng)不小于詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。試驗方法除另有規(guī)定外，絕緣電阻應(yīng)在100±10V直流電壓下進行測量，測量時間為60s,若讀數(shù)穩(wěn)定，則可小于60s。有水密插座時，電壓施加在插座正負(fù)極插孔之間，插座正負(fù)極插孔與水密包覆層之間；無水密插座時，電壓施加在電纜正負(fù)極芯線之間，電纜正負(fù)極芯線與電纜屏蔽之間，電纜正負(fù)極芯線與水密包覆層之間，電纜屏蔽與水密包覆層之間。電容技術(shù)要求輸出電纜正負(fù)極間的電容（包含電纜電容）符合詳細(xì)規(guī)范要求。試驗方法用電容測量誤差不大于0.5%的電橋或LCR測試儀，設(shè)置頻率為詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的值,電壓為1V,將球形壓電陶瓷換能器的電纜輸出端的正負(fù)極接入儀器測試夾，直接測試其電容值。介電強度技術(shù)要求在表1規(guī)定的試驗電壓下不應(yīng)擊穿。表1介電強度試驗電壓單位：V工作電壓U試驗電壓UsU≤6054060<U≤120900120<U≤2401200240<U≤4801500U≥4802U+1000注：試驗電壓類型一般與工作電壓相同，當(dāng)用直流電壓進行試驗時，試驗電壓按Us=換算。試驗方法將球形壓電陶瓷換能器正負(fù)極引線接到試驗設(shè)備的電壓輸出端，試驗電壓從零開始逐漸增加到試驗值，保持60±5s,然后均勻下降到零，最后切斷電源。耐靜水壓力技術(shù)要求根據(jù)球形壓電陶瓷換能器最大工作水深度壓力的1.2倍來確定耐靜水壓力，具體壓力值和保壓時間由產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范規(guī)定，試驗后絕緣電阻需滿足詳細(xì)規(guī)范的要求。試驗方法將球形壓電陶瓷換能器置于裝有普通淡水的靜水壓試驗裝置中，電纜應(yīng)從試驗設(shè)備中引出，引出電纜要盡量短。蓋上密封蓋，充滿水后，開始緩慢加壓力到詳細(xì)規(guī)范的規(guī)定壓力值（壓力表精度為1.5及），按詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的保持時間進行保壓，試驗結(jié)束后，去除壓力，取出換能器，進行絕緣電阻的檢測。諧振頻率技術(shù)要求球形壓電陶瓷換能器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。試驗方法按照GB/T7965-220213.1的測量方法。分別測試球形壓電陶瓷換能器在空氣中和水中（@常壓或靜水壓下）的特性曲線。讀取導(dǎo)納最大（或阻抗最?。c的頻率，即為空氣中和水中的諧振頻率。等效阻抗和導(dǎo)納技術(shù)要求諧振頻率或諧振頻率附近，空氣和常壓水中的阻抗特性應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范要求；對于深水中使用的球形壓電陶瓷換能器，阻抗特性隨靜水壓力變化也應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范要求。試驗方法按照GB/T7965-220213.1的測量方法。分別測試球形壓電陶瓷換能器在空氣中和水中（@常壓或靜水壓下）的G/B-f特性曲線。發(fā)射電壓響應(yīng)（級）技術(shù)要求在徑向或厚度振動模態(tài)諧振頻率附近，發(fā)射電壓響應(yīng)（級）符合詳細(xì)規(guī)范要求。試驗方法按GB/T3223-1994第5.3條規(guī)定進行試驗。發(fā)射電流響應(yīng)（級）技術(shù)要求在徑向（低頻）或厚度（高頻）振動模態(tài)諧振頻率附近，發(fā)射電流響應(yīng)（級）符合詳細(xì)規(guī)范要求。試驗方法按GB/T3223-1994第5.2條規(guī)定進行試驗。發(fā)射電功率響應(yīng)（級）技術(shù)要求發(fā)射電功率響應(yīng)（級）應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范的要求。試驗方法按GB/T7967-2002第9章的規(guī)定進行試驗。額定功率技術(shù)要求額定功率應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范的要求。試驗方法按GB/T7967-2002第15章的規(guī)定進行試驗。電功率連續(xù)工作技術(shù)要求球形壓電陶瓷換能器應(yīng)在額定電功率下連續(xù)工作。試驗方法依據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用采用不同的額定功率值及信號波形，連續(xù)工作時間，工作水深等試驗條件進行試驗。發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖技術(shù)要求球形壓電陶瓷換能器屬于無指向性換能器，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°。需要分別測試工作頻率下的水平和垂直發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖。試驗方法按GB/T7965-2002第10.2條和第11章的規(guī)定進行試驗。自由場電壓靈敏度（級）技術(shù)要求球形壓電陶瓷換能器作為水聽器使用時，自由場電壓靈敏度（級）需符合詳細(xì)規(guī)范的規(guī)定。試驗方法按GB/T3223-1994第5.1條規(guī)定進行試驗。環(huán)境試驗低溫貯存技術(shù)要求經(jīng)-40℃條件下貯存24小時低溫貯存后，產(chǎn)品不損壞。試驗方法將球形壓電陶瓷換能器放入低溫箱內(nèi)，使溫度以不大于1℃/min的速度降溫到-40℃，保持24小時，溫度恢復(fù)到常溫后，取出恢復(fù)4小時后測試絕緣電阻、電容和諧振頻率。溫度突變技術(shù)要求試驗溫度等級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。試驗后絕緣電阻滿足詳細(xì)規(guī)范要求。試驗方法試驗條件試驗箱（室）應(yīng)能保持試驗所規(guī)定的溫度。水箱容積應(yīng)不小于被試換能器體積的5倍，水溫能控制在10±5℃內(nèi)。試驗程序被試換能器按產(chǎn)品規(guī)范進行初始測試；將換能器從室溫放入10±5℃的水箱中，使換能器溫度達到穩(wěn)定，穩(wěn)定時間30min。c）從水中取出換能器，擦干水后，立即放入-30±3℃的低溫箱中，達到溫度穩(wěn)定。穩(wěn)定時間30min。d)從低溫箱中取出換能器，立即放入10±5℃的水箱中，使換能器溫度達到穩(wěn)定，穩(wěn)定時間同30min。f）從水中取出換能器，擦干水后，立即放入60±2℃的高溫箱中，達到溫度穩(wěn)定。穩(wěn)定時間30min。g）從高溫箱中取出換能器，立即放入10±5℃的水箱中，使換能器溫度達到穩(wěn)定，穩(wěn)定時間30min。以上構(gòu)成一次溫度突變循環(huán)，繼續(xù)再重復(fù)一次循環(huán)后，換能器置于正常大氣條件下自然恢復(fù)后，進行最終絕緣電阻測試。振動技術(shù)要求經(jīng)振動試驗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。試驗方法按以下振動試驗條件或產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的振動條件進行試驗。振動試驗條件：10～32Hz/1.5±0.1mm/10次掃頻循環(huán)，循環(huán)一次時間3.4min。浸泡淡水技術(shù)要求在產(chǎn)品經(jīng)詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的浸泡時間浸泡后，球形壓電陶瓷換能器的絕緣電阻應(yīng)符合詳細(xì)規(guī)范的要求。試驗方法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。檢驗規(guī)則檢驗批一個檢驗批應(yīng)由在同樣條件下生產(chǎn)、同一時間內(nèi)交驗、同一型號的產(chǎn)品。檢驗分類產(chǎn)品檢驗分為逐批檢驗和周期檢驗。逐批檢驗逐批檢驗程序逐批檢驗應(yīng)由表1所規(guī)定的檢驗項目組成，并按表1規(guī)定進行。表1逐批檢驗序號檢驗項目技術(shù)要求試驗方法ILAQL樣品數(shù)量（n）判據(jù)AcRe1外觀6.2.16.2.2Ⅰ1.0N012外形尺寸6.1.26.1.33重量6.3.16.3.24絕緣電阻6.4.16.4.25電容6.5.16.5.26諧振頻率6.9.16.9.27等效阻抗和導(dǎo)納6.8.16.8.28發(fā)射電壓響應(yīng)（級）6.10.16.10.29額定功率6.13.16.13.210發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖6.15.16.15.211自由場電壓靈敏度（級）6.16.16.16.212介電強度6.6.16.6.213耐靜水壓6.7.16.7.2抽樣方案按照GB2828.1中的正常檢驗一次抽樣方案，檢驗項目、檢查水平、接受質(zhì)量限見表1。如有必要，接收質(zhì)量（AQL）可由供需雙方商定。拒收批用戶有權(quán)按本標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品進行檢驗，批量大小以交貨單填寫數(shù)量為準(zhǔn)，每批產(chǎn)品以只為單位，隨機抽取樣本，用戶有權(quán)拒收不合格批。如果檢驗批被拒收，制造廠可將該批返工以糾正缺陷，或進行分選，將有缺陷的零部件剔除。返工或分選后的再提交批應(yīng)采用加嚴(yán)檢查。再提交批應(yīng)與其它批分開，并應(yīng)有復(fù)檢的標(biāo)示。樣本的處理經(jīng)過破壞性檢驗的試驗樣本不應(yīng)作為產(chǎn)品交付。周期檢驗周期檢驗程序正常生產(chǎn)時至少每12個月進行一次周期檢驗。有下列情況之一也應(yīng)進行周期檢驗：新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制；正常生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時；產(chǎn)品停產(chǎn)超過12個月，恢復(fù)生產(chǎn)時；逐批檢驗結(jié)果與上次周期檢驗有較大差異時；國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出周期檢驗的要求。抽樣方案周期檢驗的樣本應(yīng)從本周期制造的并經(jīng)逐批檢驗合格的某個批或若干批中抽取。周期檢驗按照GB2829中的判別水平為Ⅲ一次抽樣方案，其檢驗項目、檢查周期、不合格質(zhì)量水平（RQL）、判定數(shù)組（Ac、Re）見表2。表2周期檢驗序號檢驗項目技術(shù)要求試驗方法樣品數(shù)量（n）判據(jù)AcRe1外觀6.2.16.2.23012外形尺寸6.1.26.1.33重量6.3.16.3.24絕緣電阻6.4.16.4.25電容6.5.16.5.26諧振頻率6.9.16.9.27等效阻抗和導(dǎo)納6.8.16.8.28發(fā)射電壓響應(yīng)（級）6.10.16.10.29發(fā)射電流響應(yīng)（級）6.11.16.11.210發(fā)射電功率響應(yīng)（級）6.12.16.12.211額定功率6.13.16.13.212電功率連續(xù)工作6.14.16.14.213發(fā)射電壓響應(yīng)指向性圖6.15.16.15.214自由場電壓靈敏度（級）6.16.16.16.215低溫貯存6.17.1.16.17.1.216介電強度6.6.16.6.217耐靜水壓6.7.16.7.218溫度突變6.17.2.16.17.2.219振動6.17.3.16.17.3.