JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1946—2021
波浪测量仪（声学法）校准规范
Calibration Specification for Wave Measuring Devices (Acoustic method)
2021-12-28发布
2022-06-28实施
国家市场监督管理总局发布 JJF1946—2021
波浪测量仪（声学法)校准规范
JJF 1946—2021
Calibration Specification for Wave
Measuring Devices (Acoustic method)
归口单 位：全国声学计量技术委员会起草 单 位：中国船舶重工集团公司第七○一研究所
中国计量科学研究院
深圳市计量检测技术研究院
武汉碧海云天科技股份有限公司
交通运输部天津水运工程科学研究所
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1946—2021
本规范起草人：
朱传焕（中国船舶重工集团公司第七○一研究所）唐君 （中国船舶重工集团公司第七○一研究所) 杨平（中国计量科学研究院）张国庆（深圳市计量检测技术研究院）张恒萍（中国船舶重工集团公司第七○一研究所）杨乐群（武汉碧海云天科技股份有限公司）柳义成（交通运输部天津水运工程科学研究所） JJF1946—2021
目 录
引言 1 范围 2
(Ⅱ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (5) (5) (5) (5) (5) (6) (7) (9) (11)
引用文件。 3 术语
概述 5计量特性 5.1 波高·· 5.2 周期· 5.3 发射信号中心频率. 5.4 发射信号脉冲宽度. 5. 5 声换能器波束角.. 6校准条件： 6.1环境条件 6.2 主要标准器及其他设备
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校准项目和校准方法 7.1校准项目 7. 2 校准方法 8校准结果表达 8.1 校准记录· 8.2校准数据处理· 8.3 校准证书· 8.4校准结果的测量不确定度 9复校时间间隔· 附录A 校准记录的内容附录 B 校准证书的内容附录 C 测量不确定度评定示例
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引言
JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、 JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范。本规范在技术方面主要参考了GB/T14914.2一2019《海洋观测规范 第2 部分：海滨观测》中海浪观测技术要求
本规范为首次发布。
II JJF1946—2021
波浪测量仪（声学法）校准规范
1范围
本规范适用于超声波测距原理的波浪测量仪（以下称为“声学法波浪测量仪”）的校准。
2引用文件
本规范引用了下列文件： JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1034声学计量术语及定义 JJF1059.1一2012测量不确定度评定与表示 GB3102.5一1993电学和磁学的量和单位 GB3102.7一1993声学的量和单位 GB/T14914.2一2019海洋观测规范第2部分：海滨观测凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语
JJF1001一2011、JJF1034和GB/T14914.2一2019中界定的术语适用于本规范。
4概述
声学法波浪测量仪通常由声换能器、发射机、接收机、前置放大模块、滤波模块、 控制系统等组成。声学法波浪测量仪是基于声波测距原理，由发射换能器向水面发射一束窄脉冲声波，经水面反射后返回到与发射换能器在同位置上的接收换能器接收，通过波速和时间得到准确的波高，由波高随时间变化的序列值获取波浪周期等参数。声学法波浪测量仪主要用于海洋台站、港口码头、海上平台以及江河湖泊、水库等波浪的波高、周期及波形的测量。
5计量特性 5.1波高
a）波高测量范围的上限一般不超过20m； b）测量最大充许误差：当波高不大于1m时，一般不超过土0.10m；当波高大于
1m时，一般不超过士（0.1XH十0.1m），其中H为波高测量值，单位为米。
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5.2周期
a）周期测量范围一般为1s～20s； b）测量最大允许误差一般为士0.50s。
5.3发射信号中心频率
发射信号中心频率误差一般不超过标称值的士10%。 5.4发射信号脉冲宽度
发射信号脉冲宽度误差一般不超过标称值的士10%。
5.5声换能器波束角
偏离声换能器中心轴线信号级下降3dB的角度一般不超过2.0°。 注：以上计量特性不是用于合格判别，仅供参考。
6校准条件
6.1环境条件
校准应在以下环境条件下进行：
空气温度为（1530）℃；相对湿度为（30～90）%；静压为（80～106）kPa；
一不存在影响测量的机械振动与电磁干扰。
6.2主要标准器及其他设备
a）测量水听器在校准频率范围内，自由场灵敏度级不小于一210dB，测量不确定度优于U=
1.0dB(k=2)。
b）前置放大器在校准频率范围内，动态范围不小于60dB，增益误差不超过士0.3dB。 c）数字示波器带宽不小于100MHz，垂直偏转系数误差不超过土2%，水平偏转系数误差不超过
±2%。
d）信号分析仪在校准频率范围内，幅值测量误差不超过士0.2dB，频率测量误差不超过士2%。 e）波浪模拟架由两平行轴为导轨和上下平行移动的反射板组成，测量时应保证反射板沿导轨上下
平行移动。
f）秒表计时范围覆盖（0.1～2000）S，分辨力优于0.01s，测量误差不超过士0.05s。 g）游标卡尺测量范围为（0~200）mm，最大测量误差不超过士0.02mm。
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h）卷尺测量范围为（0～10）m，最大测量误差不超过士0.01m。 i）温度计在校准的环境条件下，温度计的测量误差不超过士0.5℃。 j）湿度计在校准的环境条件下，湿度计的测量误差不超过士5%。
7校准项目和校准方法 7.1校准项目
校准项目见表1。实验室应根据声学法波浪测量仪的型号及客户的要求，选择校准其中的适用项目。
表1 校准项目一览表
序号 1 2 3 4 5
项目名称波高周期
技术要求的条款号
校准方法的条款号
5.1 5. 2 5. 3 5. 4 5. 5
7. 2. 2 7.2.3 7. 2. 4 7. 2. 5 7. 2. 6
发射信号中心频率发射信号脉冲宽度声换能器波束角
7.2校准方法 7.2.1校准前检查
a）校准前，检查波浪测量仪的外观，应无影响正常工作的机械损伤： b）检查波浪模拟架移动情况以及水池水深、水质、水温等。
7.2.2波高
在水池（安装有桥式行车）中，将声换能器刚性地固定在桥式行车上，对着池壁（作为反射面用）垂直发射声波，用声学法波浪测量仪对不同距离进行测量，测量值记为H；：同时用卷尺测量换能器表面与池壁之间距离H。：从1m开始测量，后续间距 1m，逐点测量，按公式（1）计算测量误差，记录测量结果
A. -"i.H,-H.
(1)
U4
式中： △;一—声学法波浪测量仪波高测量误差，m； us——声学法波浪测量仪设定或固定声速，m/s； U;- 校准时温度对应的水中声速，m/s。
7.2.3周期
在水池中，将声换能器的发射面向上，放置于波浪模拟架的反射板下面，使发射面
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