Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Siren (noisemaker) )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про сигнальное устройство. Чтобы узнать о других значениях, см. Сирена .
Электронные сирены Pavian от Telegrafia
Электронная сирена HSS Engineering TWS 295, предупреждающая сирену гражданской обороны.
По всей Швейцарии установлено 8 200 сирен для гражданской защиты . Их тестируют один раз в год, в первую среду февраля. [1] Образец звука ( справка · информация ) Об этом звуке 
Сирена 1860-х годов. [2]

Сирена громкий шум решений устройства. Сирены гражданской обороны устанавливаются в фиксированных местах и ​​используются для предупреждения о стихийных бедствиях или нападениях. Сирены используются на аварийно - спасательной службы транспортных средств , таких , как машины скорой помощи , полицейские машины и пожарные машины . Есть два основных типа: пневматический и электронный.

Многие пожарные сирены (используемые для вызова пожарных-добровольцев) выполняют двойную функцию как сирены торнадо или гражданской обороны , предупреждая все сообщество о надвигающейся опасности. Большинство пожарных сирен устанавливаются либо на крыше пожарного депо, либо на столбе рядом с пожарным депо. Пожарные сирены также могут быть установлены на правительственных зданиях или рядом с ними, на высоких конструкциях, таких как водонапорные башни , а также в системах, где несколько сирен распределены по городу для лучшего звукового покрытия. Большинство пожарных сирен однотональные и механически приводятся в действие электродвигателями с ротором, прикрепленным к валу. Некоторые новые сирены - это динамики с электронным управлением.

Пожарные сирены часто называют «пожарными свистками», «пожарными тревогами» или «пожарными рогами». Хотя стандартной сигнализации пожарных сирен нет, некоторые используют коды для информирования пожарных о месте пожара. Сирены гражданской обороны, также используемые в качестве пожарных сирен, часто могут производить чередующийся сигнал "привет-низ" (аналогично автомобилям скорой помощи во многих европейских странах) в качестве сигнала огня или медленный вой (обычно 3 раза), чтобы не путать публику с стандартные сигналы гражданской обороны: тревога (устойчивый тон) и нападение (быстро колеблющийся тон). Огненные сирены часто проверяются один раз в день в полдень, и их также называют «полуденными сиренами» или «полуденными свистками».

Первые машины экстренной помощи полагались на звонок. Затем, в 70-х, они перешли на двухтональный рожок. Затем, в 80-х, его сменил электронный вой.

История [ править ]

Незадолго до 1799 года сирену изобрел шотландский натурфилософ Джон Робисон . [3] Сирены Робисона использовались как музыкальные инструменты; в частности, они включили некоторые трубы в органе. Сирена Робисоны состояла из крана , который открывается и закрывается пневматическая трубка. Кран, по-видимому, приводился в действие вращением колеса.

В 1819 году барон Шарль Каньяр де ла Тур разработал усовершенствованную сирену, назвав ее названной . [4] Сирена Де ла Тура состояла из двух перфорированных дисков, которые были установлены коаксиально на выходе из пневматической трубки. Один диск был неподвижен, а другой вращался. Вращающийся диск периодически прерывал поток воздуха через неподвижный диск, издавая звук. [5] [6] Сирена Де ла Тура могла издавать звук под водой, [7] предполагая связь с сиренами из греческой мифологии; отсюда и название, которое он дал инструменту. [8]

Вместо дисков в большинстве современных механических сирен используются два концентрических цилиндра, которые имеют прорези, параллельные их длине. Внутренний цилиндр вращается, а внешний остается неподвижным. Поскольку воздух под давлением выходит из прорезей внутреннего цилиндра, а затем выходит через прорези внешнего цилиндра, поток периодически прерывается, создавая звук. [9] Самые ранние такие сирены были разработаны в 1877–1880 годах Джеймсом Дугласом и Джорджем Слайтом (1859–1934) [10] из Trinity House ; Окончательная версия была впервые установлена ​​в 1887 году на маяке Эйлса Крейг в шотландском заливе Ферт-оф-Клайд . [11]Когда появилась коммерческая электроэнергия, сирены больше не приводились в действие внешними источниками сжатого воздуха, а приводились в действие электродвигателями, которые генерировали необходимый поток воздуха через простой центробежный вентилятор , который был встроен во внутренний цилиндр сирены.

Чтобы направить звук сирены и максимизировать ее выходную мощность, сирена часто оснащается рогом , который преобразует звуковые волны высокого давления в сирене в звуковые волны более низкого давления на открытом воздухе.

С электрическим приводом сирены цилиндровой используется для предупреждения города Lowe-stoft во время Второй мировой войны.

Самым ранним способом вызова пожарных-добровольцев на пожар был звонок в колокол , установленный на пожарном депо или на колокольне местной церкви . Когда появилось электричество , были изготовлены первые пожарные сирены. В 1886 году французский инженер-электрик Гюстав Труве разработал сирену, чтобы сообщить о бесшумном прибытии своих электрических лодок. Двумя ранними пожарными сиренами были Decot siren и Sterling Siren. Оба начали производство пожарных сирен примерно с 1900 по 1905 год. С тех пор многие общины отключили свои пожарные сирены, когда пейджеры стали доступны для пожарных.

Во время Второй мировой войны британская гражданская оборона использовала сеть сирен, чтобы предупредить население о неизбежности воздушного налета. Единый тон означал «все чисто». Серия сигналов обозначала воздушный налет.

Типы [ править ]

Пневматический [ править ]

Моторная сирена (немецкий E57) Образец звука ( справка · информация ) 

Пневматическая сирена, которая является свободным аэрофоном , состоит из вращающегося диска с отверстиями в нем (называемого прерывателем, диском сирены или ротором ), так что материал между отверстиями прерывает поток воздуха из неподвижных отверстий на внешней стороне агрегат (называемый статором). Поскольку отверстия во вращающемся диске попеременно препятствуют и позволяют воздуху течь, это приводит к чередованию давления сжатого и разреженного воздуха, то есть звука . Такие сирены могут потреблять большое количество энергии . Чтобы снизить потребление энергии без потери громкости звука, некоторые конструкции пневматических сирен усилены за счет нагнетания сжатого воздуха из резервуара, который может быть заполнен компрессором малой мощности через диск сирены.

В использовании английского языка в Соединенных Штатах автомобильные пневматические сирены иногда называют механическими сиренами или сиренами с каботажного судна , чтобы отличить их от электронных устройств. Механические сирены с приводом от электродвигателя часто называют электромеханическими. Одним из примеров является сирена Q2B, продаваемая Federal Signal Corporation . Из-за высокого потребления тока (280 ампер при подаче питания) [ необходима цитата ] его применение обычно ограничивается пожарной техникой , хотя оно все чаще используется в машинах скорой помощи типа IV.и аварийно-спасательные машины. Его отчетливый тон срочности, высокий уровень звукового давления (123 дБ на расстоянии 10 футов ) и прямоугольные звуковые волны определяют его эффективность.

В Германии и некоторых других европейских странах пневматическая двухтональная (привет-лоу) сирена состоит из двух комплектов звуковых сигналов, один из которых является высоким, а другой - низким. Воздушный компрессор вдувает воздух в один комплект рожков, а затем автоматически переключается на другой комплект. Когда происходит это переключение вперед и назад, звук меняет тон. Его звуковая мощность варьируется, но может достигать примерно 125 дБ, в зависимости от компрессора и рупоров. По сравнению с механическими сиренами он потребляет гораздо меньше электроэнергии, но требует большего обслуживания.

В пневматической сирене статор - это часть, которая отсекает и повторно открывает воздух, когда вращающиеся лопасти прерывателя движутся мимо портовых отверстий статора, генерируя звук. Высота звука сирены зависит от скорости ротора и количества отверстий в статоре. Сирена только с одним рядом портов называется однотональной сиреной. Сирена с двумя рядами портов называется двухтональной сиреной.

Поместив второй статор поверх основного статора и прикрепив к нему соленоид , можно многократно закрывать и открывать все порты статора, создавая, таким образом, звуковой сигнал, называемый импульсом. Если это делается, когда сирена воет (а не издает устойчивый тон), то это называется импульсным воем. Делая это отдельно для каждого ряда портов двухтональной сирены, можно попеременно воспроизводить каждый из двух тонов вперед и назад, создавая тон, известный как Hi / Lo. Если это делается, когда сирена воет, это называется хай / лоу. Это оборудование также может издавать импульсные или импульсные звуковые сигналы. Порты можно открывать и закрывать для отправки кода Морзе . Сирена, которая может передавать как импульс, так и код Морзе, известна как сирена кода.

Электронный [ править ]

Электронная сирена HLS

Электронные сирены включают в себя такие схемы, как генераторы , модуляторы и усилители, чтобы синтезировать выбранный тон сирены (вой, визг, пронзительный / приоритет / фазер, привет-низкий, сканирование, звуковой сигнал, ручной и некоторые другие), который воспроизводится через внешние динамики . Нет ничего необычного, особенно в случае с современными пожарными машинами, увидеть машину скорой помощи, оснащенную сиренами обоих типов. Часто полицейские сирены также используют интервал тритона, чтобы привлечь внимание. Первая электронная сирена, имитирующая звук механической сирены, была изобретена в 1965 году сотрудниками Motorola Рональдом Х. Чепменом и Чарльзом У. Стивенсом. [12]

Другие типы [ править ]

Паровые свистки также использовались в качестве предупреждающего устройства, если пар присутствовал, например, на лесопилке или заводе. Они были обычным явлением до того, как пожарные сирены стали широко доступны, особенно в бывшем Советском Союзе.. Огненные рожки, большие рожки сжатого воздуха, также использовались и до сих пор используются в качестве альтернативы пожарной сирене. Многие системы пожарного рожка были подключены к пожарным ящикам, расположенным по всему городу, и таким образом "выдавали" код, указывающий на местонахождение этого ящика. Например, при нажатии на коробку № 233 срабатывает пожарный рог, чтобы издать два звука, за которыми следует пауза, за которой следуют три звука, после чего следует пауза, за которой следует еще три звука. В те дни, когда еще не было телефонов, пожарные могли узнать место пожара только так. Кодированные взрывы обычно повторялись несколько раз. Эта технология также применялась во многих паровых свистках. Некоторые пожарные сирены оснащены тормозами и амортизаторами, что позволяет им также выдавать коды. Эти устройства были ненадежными и сейчас встречаются редко.

В музыке [ править ]

Сирены также используются как музыкальные инструменты . Они широко представлены в произведениях композиторов-авангардистов и современных композиторов- классиков . Примеры включают композиции Эдгара Вареза « Америкес» (1918–21, редакция 1927 г.), « Гиперпризма» (1924 г.) и « Ионизация» (1931 г.); [13] Арсений Авраамов «ы Симфония Сирен Factory (1922); [14] Антейл «s Балет Mécanique (1926); Димитрий Шостакович «ы Симфония № 2 (1927), и Генри Фильмор"Клаксон: Марш автомобилей" (1929), в котором есть клаксофон .

В популярной музыке сирены использовались в " Song to the Siren " The Chemical Brothers (1992) и в 60-минутном сегменте CBS News, который исполняла перкуссионистка Эвелин Гленни . Вариация сирены, играемая на клавиатуре, - это вступительные ноты песни REO Speedwagon " Ridin 'the Storm Out ". Некоторые хэви-метал-группы также используют вступление сирен типа воздушного налета в начале своих выступлений. [ Необходимая цитата ] Во вступительной части песни Money City Maniacs 1998 канадской группы Sloan используется несколько перекрывающихся сирен.

Установленный на транспортном средстве [ править ]

Предупреждающая сирена и аварийные огни, установленные на пожарной машине

Утверждения или сертификаты [ править ]

Правительства могут иметь стандарты для сирен, установленных на транспортных средствах. Например, в Калифорнии сирены обозначаются как класс A или класс B. Сирена класса A достаточно громкая, чтобы ее можно было установить практически в любом месте транспортного средства. Сирены класса B не такие громкие и должны устанавливаться на плоскости, параллельной ровной дороге и направлению движения автомобиля при движении по прямой.

В некоторых случаях сирены также должны быть одобрены местными агентствами. Например, Калифорнийский дорожный патруль одобряет определенные модели для использования на автомобилях скорой помощи в штате. Утверждение важно, поскольку оно обеспечивает надлежащую работу устройств. Более того, использование неутвержденных устройств может быть фактором определения неисправности в случае столкновения.

SAE International Emergency предупредительные световые сигналы и устройства комитет контролирует SAE аварийного автомобиля практики освещения и сирены практики, J1849. Эта практика была обновлена ​​благодаря сотрудничеству между SAE и Национальным институтом стандартов и технологий . Хотя эта версия остается очень похожей на стандарт California Title 13 для вывода звука под разными углами, эта обновленная практика позволяет акустической лаборатории протестировать систему сирены с двумя динамиками на соответствие звуковому выходу.

Лучшие практики [ править ]

Воспроизвести медиа
Пожарная машина использует сирену

Наихудшие варианты установки - это те, где звук сирены издается выше и немного позади пассажиров транспортного средства, например, в случаях, когда динамик, установленный на световой полосе, используется в седане или пикапе. Автомобили со скрытыми сиренами также обычно имеют высокий уровень шума внутри. В некоторых случаях скрытые или некачественные установки создают такой уровень шума, который может необратимо повредить слух пассажиров автомобиля.

Громкоговорители сирены или механические сирены всегда должны устанавливаться перед пассажирским салоном. Это снижает уровень шума для пассажиров и делает двустороннюю радиосвязь и звук мобильного телефона более разборчивым во время использования сирены. Также помещает звук туда, где он будет полезен. Исследования, проведенные некоторыми агентствами, эксплуатирующими автомобили скорой помощи, показывают, что уровни шума в салоне автомобиля превышают 120 дБ (A). В одном исследовании звуки двигателя конкретного автомобиля и сирены производили в салоне звук с уровнем шума более 123 дБ (А).

Исследования показали, что сирены, установленные за решеткой двигателя или под колесными арками, создают меньше нежелательного шума внутри пассажирского салона, а также сбоку и сзади автомобиля, сохраняя при этом уровень шума, чтобы давать адекватные предупреждения. [15] Включение широкополосного звука в сирены имеет возможность увеличить локализацию сирен, как в направленной сирене , поскольку разброс частот позволяет использовать три способа, которыми мозг определяет направление звука: межуровневое различие уровней , межвуральное разница во времени и передаточная функция, связанная с напором . [16]

Механические сирены с электроприводом могут потреблять от 50 до 200 ампер при напряжении 12 вольт ( постоянного тока ) при раскручивании до рабочей скорости. Соответствующая проводка и защита от переходных процессов для компьютеров управления двигателем - необходимая часть установки. Проводка должна быть аналогична по размеру проводке стартера двигателя автомобиля. Механические устройства, установленные на транспортном средстве, обычно имеют электрический тормоз, соленоид, который прижимает фрикционную подушку к ротору сирены. Когда аварийный автомобиль прибывает на место происшествия или останавливается в пути, оператор может быстро выключить сирену.

Часто утверждается, что электронные сирены с несколькими динамиками имеют мертвые зоны под определенными углами к направлению движения автомобиля. Это вызвано разницей фаз. Звук, исходящий из массива динамиков, может в некоторых случаях подавляться по фазе. Это фазовое подавление происходит на отдельных частотах в зависимости от расстояния между динамиками. Эти разности фаз также объясняют увеличение в зависимости от частоты и расстояния между динамиками. Однако сирены спроектированы таким образом, чтобы изменять частоту своего звука, как правило, не менее одной октавы. Это свипирование сводит к минимуму эффекты отмены фазы. Конечным результатом является то, что средний звук, выводимый системой сирены с двумя динамиками, на 3 дБ больше, чем у системы с одним динамиком.

См. Также [ править ]

  • Блюз и двойки
  • Сирена воздушной тревоги Chrysler
  • Сирена гражданской обороны
  • Foghorn
  • Klaxon
  • Сирена Thunderbolt
  • Система оповещения

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ Тестирование сирен , Швейцарское федеральное управление гражданской защиты (страница посещена 7 сентября 2013 г.).
  2. ^ Циферблаты наверху сирены через редукторы соединены с перфорированными дисками (в цилиндре под циферблатами), которые производят звук сирены. Циферблаты позволяют определять частоту сирены. В 19 веке сирены были одними из немногих источников звука с известной частотой. Следовательно, они использовались в исследованиях слуха и звука.
  3. ^ См .:
    • Джон Робисон, Британская энциклопедия , 3-е изд., 1799.
    • «Темперамент музыкальной гаммы» в: Джон Робисон с Дэвидом Брюстером и Джеймсом Ваттом, изд., Система механической философии (Эдинбург, Шотландия: 1822 г.), том. 4, страницы 404-405 .
    • Эрнст Робель, Die Sirenen: Ein Beitrag zur Entwickelungsgeschichte der Akustik [Сирены: вклад в историю развития акустики] (Берлин, Германия: Р. Гертнерс, 1891), часть 1, страницы 7–10 .
  4. ^ Чарльз Каньяра де ла Тур (1819) «Sur ла Sirène, Nouvelle машина d'Acoustique Дестини à Mesures ле Вибрации де l'воздуха Квай contient ла сын» (сирену, новая акустическая машина будет использоваться для измерения вибрации звука в воздухе) Анналы химии и тела , т. 12, страницы 167–171.
  5. ↑ Описание сирен Робисона и де ла Тура см .:
    • Роберт Т. Бейер, Звуки нашего времени: двести лет акустики (Нью-Йорк: Springer Verlag, 1998), стр. 30 . Сирена Де ла Тур изображена на странице 31.
    • Сирена Де ла Тура также проиллюстрирована на странице 12 книги: Герман фон Гельмгольц, О тоновых ощущениях как физиологической основе теории музыки, 3-е изд. (Лондон, Англия: Longmans, Green, and Co., 1875). (Перепечатано в 1954 г. в Dover Publishing Inc., штат Нью-Йорк)
  6. ^ Вращающийся диск такой сирены приводится в движение только давлением воздуха: отверстия в каждом диске просверлены не перпендикулярно диску. Вместо этого отверстия имеют наклон по часовой стрелке в одном диске и против часовой стрелки в другом. Следовательно, чтобы выйти, поток воздуха должен резко изменить направление, приводя в движение вращающийся диск, как турбину. Видеть:
    • Роберт Т. Бейер, Звуки нашего времени: двести лет акустики (Нью-Йорк: Springer Verlag, 1998), стр. 30.
    • См. Также: Майкл Ламм, «Почувствуй шум: искусство и наука создания тревожных звуков», журнал « Изобретения и технологии» , т. 18, нет. 3, страницы 22–27 (зима 2003 г.). (Статья Ламма доступна в Интернете по адресу: American Heritage .)
  7. ^ Смотрите;
    • Адольф Гано (переводчик: Эдмунд Аткинсон), Элементарный трактат по физике: экспериментальные и прикладные , 8-е изд. (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Wm. Wood and Co., 1877), страницы 188–189 .
    • Дж. Х. Пойнтинг и Дж. Дж. Томсон, Звук (Лондон: Чарльз Гриффин и Ко, 1899), стр. 37 .
  8. ^ де ла Тур (1819) "Sur la Sirène, новая машина акустической судьбы à mésures les вибрации де l'air qui contient la son", Annales de chimie et de Physique , vol. 12, стр. 171 :

    Оригинал : "Si l'on fait passer de l'eau dans la sirène, au lieu d'air, elle produit également le son, lors même qu'elle est entièrement immergée dans ce fluide, et les mêmes nombres de chocs produisent les mêmes" nombre de notes par l'air. C'est à cause de cette propriété d'être sonore dans l'eau, que j'ai cru pouvoir lui donner le nom sous lequel elle est désignée ".

    Перевод : Если пропустить через сирену воду, а не воздух, она все равно будет издавать звук, даже если полностью погружена в эту жидкость, и такое же количество ударов вызывает такое же количество слышимых вибраций, как и в воздухе. Именно из-за этого свойства издавать звук в воде, я подумал, что могу дать ему название, которым он обозначается.

  9. ^ Некоторые сирены имеют две пары цилиндров с прорезями, что позволяет такой сирене воспроизводить два тона с музыкальным интервалом минорной или большой трети .
  10. ↑ Алан Рентон, « Потерянные звуки: история прибрежных туманных сигналов» (Latheronwheel, Шотландия: Whittles Publishing, 2001), стр. 51 . Краткую биографию Джорджа Слайта можно найти в статье в испанской Википедии «Джордж Слайт» (на испанском языке).
  11. ^ См .:
    • Дэвид А. Стивенсон (1887) «Маяк Айлса Крейг и туманные сигналы», Протоколы заседаний Института инженеров-строителей , том. 89, страницы 297-303. Относительно сирены см. Страницы 300 и 301.
    • Фредерик А. Талбот, Маяки и маяки (Филадельфия, Пенсильвания: JP Lippincott, 1913), стр. 62 .
    • Уэйн Уиллер, "История туманных сигналов - часть 1", Журнал Хранителя , т. 6, вып. 4, страницы 20–23 (лето 1990 г.) и «История туманных сигналов - часть 2», Журнал Хранителя , т. 7, № 1, страницы 8–17 (осень 1990 г.). См. Особенно страницу 11 части 2.
    • Брайан Клирман, Транспортная маркировка: Исторический обзор, 1750–2000 (Св. Бенедикт, Орегон: Аббатство Маунт-Энджел, 2002), страницы 170-171. Доступно в Интернете по адресу: University of Oregon .
    • «Маяк», Британская энциклопедия (1911 г.), 11-е изд., Т. 16, стр. 647 .
  12. ↑ Рональд Х. Чепмен и Чарльз В. Стивенс, «Электронная сирена, включающая резонансный контур с ударным возбуждением», Патент США No. 3 324 408 (подано 23 ноября 1965 г .; опубликовано 6 июня 1967 г.).
  13. ^ «Варез и его огненная сирена: не так дико» . Вашингтон Пост . 27 января 1978 . Проверено 15 сентября 2019 .
  14. ^ Аронсон, Марк (1998). Art Attack: Краткая культурная история авангарда . Бостон, Массачусетс: Houghton Mifflin Harcourt. п. 84. ISBN 9780395797297.
  15. ^ Catchpole, Кен; Денис Маккеун (8 июня 2007 г.). «Каркас для проектирования сирен скорой помощи». Эргономика . 50 (8): 1287–1301. DOI : 10.1080 / 00140130701318780 . PMID 17558670 . S2CID 28283263 .  
  16. ^ «Сигнализация и сирены» . Physics.org . Проверено 25 октября 2012 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Различные примеры
  • «Нормативные требования к сиренам на автомобилях, имеющих лицензию в Калифорнии, (Автор: California Highway Patrol)» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 06.02.2007. (206  КБ )
  • Музей свистков - Фотографии свистков сирен
  • Архив Сирен - фотографии пожарных сирен