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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die vorliegende Norm wendet sich an die Anwender von Hydrophonen als die am häufigsten eingesetzten Messwertaufnehmer zur Messung von Schall im Meer. Es ist wichtig, dass die zur Messung des Schalldrucks verwendeten Hydrophone nach vereinbarten genormten Verfahren mit gültigen Messunsicherheiten kalibriert werden. Die beschriebenen Verfahren umfassen den Frequenzbereich von 200 Hz bis 1 MHz. Der Zweck dieser Norm ist die Festlegung von Kalibrierverfahren unter Freifeldbedingungen für Hydrophonen, die in der Unterwasserakustik für Meeresanwendungen eingesetzt werden. Behandelt werden ebenso Kalibrierverfahren für elektroakustische Unterwasserwandler, die als Hydrophon und/oder Quellenwandler verwendet werden können. Grundsätze, Verfahren und Quellen der Messunsicherheit sind ebenfalls angegeben. Die beschriebenen Kalibrierverfahren umfassen sowohl absolute Verfahren, die keine akustischen Bezugswandler erfordern, als auch relative Verfahren, die ein kalibriertes Bezugshydrophon oder einen kalibrierten Bezugssender verwenden. Darüber hinaus hat die zunehmende Besorgnis über die Auswirkungen von anthropogenem Schall auf die Meeresumwelt zu einer Regelung geführt, die die absolute akustische Messung des von bestimmten Quellen abgestrahlten Schalls und des Umgebungsschallfeldes fordern. Um aussagekräftig zu sein ist es wichtig, dass Messungen technisch einwandfrei durchgeführt werden, sich auf gemeinsame Messnormen beziehen und mit kalibrierten Messwertaufnehmern durchgeführt werden. Gegenüber DIN EN 60565:2007-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Entfernen aller Beschreibungen der Verfahren für die Druckkalibrierung von Hydrophonen – diese sind jetzt in Teil 2 enthalten; b) Entfernen der Ableitungen von Gleichungen für die Freifeld-Reziprozitätskalibrierung (Amplitudenübertragungskoeffizient und Phasenübertragungskoeffizient) und deren Einordnung in einen informativen Anhang; c) Aufnahme der Kalibrierung des Sende-Übertragungskoeffizienten von Einzelquellen-Wandlern und Hydrophonen (aber keine Sonararrays) in den Anwendungsbereich; d) Neuordnung der Abschnitte innerhalb des Dokuments, damit die allgemeineren Verfahren für die Kalibrierung, wie die Anleitung zum Erhalten der akustischen Freifeld-, Fernfeld- und stationären Bedingungen vor den Beschreibungen der absoluten oder relativen Kalibrierverfahren dargestellt werden; e) Überarbeitung des informativen Anhangs A zur Aufnahme eines Leitfadens zur Messung der Richtungsempfindlichkeit eines Hydrophons oder Senders; f) Ergänzung eines neuen informativen Anhangs B zur Messung der elektrischen Impedanz von Hydrophonen und Sendern; g) Überarbeiten des vorherigen informativen Anhangs zu Korrekturen für elektrische Belastungen, um die elektrische Belastung durch zusätzliche Kabel zu erfassen (jetzt Anhang C); h) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs D zu akustischen Fernfeldkriterien bei der Kalibrierung in der Unterwasserakustik; i) Überarbeitung des vorherigen informativen Anhangs zu Impulsverfahren bei Freifeldkalibrierungen (jetzt Anhang E); j) Überarbeitung des vorherigen informativen Anhangs zur Bewertung der Messunsicherheit bei der Kalibrierung von Hydrophonen (jetzt Anhang F); k) Streichen des vorigen informativen Anhangs zur Ersatzschaltung des Anregungssystems für die Kalibrierung mit einer schwingenden Säule; l) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs G zur Ableitung der Gleichung für Drei-Wandler-Reziprozitätskalibrierung mit Kugelwellen; m) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs H zur Kalibrierung mit Wanderwellenrohren; n) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs I zur Kalibrierung von Hydrophonen mit Anwendung optischer Interferometrie; o) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs J zur Kalibrierung in nachhallenden Wassertanks mit Dauer-Signalen. Unterwasserakustik-Messungen werden durchgeführt, um Validierung und Qualifizierung in einem breiten Spektrum von Meeresanwendungen zu ermöglichen, einschließlich Ozeanographie, Verteidigung, Fischerei, Geophysik und in Entwicklungen in der Off-Shore-Energiewirtschaft.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN 60565:2007-08 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Entfernen aller Beschreibungen der Verfahren für die Druckkalibrierung von Hydrophonen – diese sind jetzt in Teil 2 enthalten; b) Entfernen der Ableitungen von Gleichungen für die Freifeld-Reziprozitätskalibrierung (Amplitudenübertragungskoeffizient und Phasenübertragungskoeffizient) und deren Einordnung in einen informativen Anhang; c) Aufnahme der Kalibrierung des Sende-Übertragungskoeffizienten von Einzelquellen-Wandlern und Hydrophonen (aber keine Sonararrays) in den Anwendungsbereich; d) Neuordnung der Abschnitte innerhalb des Dokuments, damit die allgemeineren Verfahren für die Kalibrierung, wie die Anleitung zum Erhalten der akustischen Freifeld-, Fernfeld- und stationären Bedingungen vor den Beschreibungen der absoluten oder relativen Kalibrierverfahren dargestellt werden; e) Überarbeitung des informativen Anhangs A zur Aufnahme eines Leitfadens zur Messung der Richtungsempfindlichkeit eines Hydrophons oder Senders; f) Ergänzung eines neuen informativen Anhangs B zur Messung der elektrischen Impedanz von Hydrophonen und Sendern; g) Überarbeiten des vorherigen informativen Anhangs zu Korrekturen für elektrische Belastungen, um die elektrische Belastung durch zusätzliche Kabel zu erfassen (jetzt Anhang C); h) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs D zu akustischen Fernfeldkriterien bei der Kalibrierung in der Unterwasserakustik; i) Überarbeitung des vorherigen informativen Anhangs zu Impulsverfahren bei Freifeldkalibrierungen (jetzt Anhang E); j) Überarbeitung des vorherigen informativen Anhangs zur Bewertung der Messunsicherheit bei der Kalibrierung von Hydrophonen (jetzt Anhang F); k) Streichen des vorigen informativen Anhangs zur Ersatzschaltung des Anregungssystems für die Kalibrierung mit einer schwingenden Säule; l) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs G zur Ableitung der Gleichung für Drei-Wandler-Reziprozitätskalibrierung mit Kugelwellen; m) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs H zur Kalibrierung mit Wanderwellenrohren; n) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs I zur Kalibrierung von Hydrophonen mit Anwendung optischer Interferometrie; o) Hinzufügen eines neuen informativen Anhangs J zur Kalibrierung in nachhallenden Wassertanks mit Dauer-Signalen.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/GUK 821.3 - Medizinische Ultraschallgeräte