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哨声


背景

哨子是一种简单的装置,当空气被迫通过开口时会产生声音。它们响亮、引人注目的爆炸声使警务人员和体育裁判员必须吹口哨。当救生员、迷路的露营者或犯罪受害者使用它们时,它们可以挽救生命。无数的组织者和领导者,从教师到鼓专业的学生,​​都用他们来集中注意力并展示权威。

除了人类吹的哨子之外,机械操作的哨子还有很多用途。例如,某种形式的哨子可以测量制造过程中流体的流速,甚至可以控制流体流量。口哨可以发出某种气体逸出的信号,普通的茶壶就是最简单的例子。当过滤器堵塞时激活的哨子已被设计用于各种设备,包括家用炉、汽车催化转化器和吹风机。

哨子的操作涉及复杂的空气动力学。在众所周知的美国警笛设计中,吹过吹嘴的空气沿着矩形管向下流动,直到遇到哨子顶部的槽。槽的远边缘将气流分成两部分。顶部呈卷曲状向上偏转,就像从水果上剥落的果皮,形成旋涡状空气。这种旋转的气流会在槽上方的空气中引起振动,从而产生声波。流入的空气的下部向下偏转进入哨子的桶形腔室,在那里它围绕弯曲的壁旋转,直到再次到达顶部。然后它向上推动通过狭槽并加强由气流旋转的上层引起的振动。

这种哨子不需要腔内的球来产生有效的声音。但是,如果存在球,它也会在腔室内部旋转,交替阻塞和解锁出口槽的一部分。这个动作会产生颤抖的音调交替,使哨子的声音更引人注目。

所谓的“无豌豆”哨子在室内没有球的情况下运作。通常,他们使用腔室形状的组合来产生多种音调,使哨声的声音比其他噪音(如欢呼的人群或呼啸的风)更容易被听到。一种这样的哨子被设计成使不同的音调彼此异相产生,交替地相互抵消和加强,以产生颤音效果。

各种制造商声称生产“世界上最响亮的哨子”。客观响度基于分贝等级,可以针对每个哨声进行测量;最响亮的会产生大约 120 分贝的声音。响度的主观评估反映了这样一个事实,即即使在相同的分贝水平下,某些音高似乎也比其他音高。因此,在嘈杂的室内舞台上,高音哨子可能比分贝等级稍高的低音哨子响亮。

历史

由骨头或木头制成的口哨已被用于精神、实用和娱乐目的数千年。最有特色的口哨之一是在海军舰艇上用来发布命令和向要人敬礼的水手长的管子。它是由古希腊和罗马用来保持厨房奴隶中风的管道演变而来的。十字军东征期间使用中世纪版本在甲板上组装英国弩手进行攻击。该模型目前由英国伯明翰的 Acme Whistle 公司生产,由公司创始人约瑟夫·哈德森于 1868 年首次制造。

使用哨子的现代时代始于 1878 年,当时在一场体育赛事中,裁判第一次吹响了哨子。 Hudson 是一位对哨子着迷的工具制造商,他设计了一种铜管乐器,用于诺丁汉森林足球俱乐部的一场比赛。该装置被发现优于通常的裁判挥动手帕的信号。

1883 年,伦敦警察部队公开表示,他们正在寻找一种替代的发声器,以取代警官一直使用的笨重的手摇铃。哈德森发明了一种轻巧紧凑的哨子,它能发出两种不和谐的声音,在一英里多的地方都能听到。它立即被采用,并且今天仍在使用相同的设计。

次年,哈德森发明了“豌豆哨”。封闭在哨子气室中的小球的运动产生了现在通常与美国警察和裁判哨子相关的熟悉的颤音效果。豌豆哨仍然是世界上销量最大的类型。

原材料

人造口哨由金属或塑料制成。美国制造的唯一金属哨子是由黄铜(铜和锌的合金)制成的;它们是镀镍或镀铬的,这一事实导致人们普遍误认为它们是由钢制成的。使用黄铜是因为它在乐器中具有相同的音调和共振质量。由于黄铜是一种相对昂贵的金属,这些哨子的售价约为 3 美元。

尽管有常见的术语,但豌豆哨中的球实际上是由软木制成的(除了便宜的塑料版本)。 American Whistle Corporation 开发了一种合成软木材料,除了不吸收任何水分外,它在各个方面都与天然软木塞相似。这有助于防止球卡在哨子内而不是自由旋转。

由于金属哨子很硬并且在极热或极冷的天气中会受到温度波动的影响,因此橡胶吹嘴被制造为可选配件。除了提供缓冲的嘴部抓地力和可靠舒适的温度外,该配件还提供了一种为金属哨子增添色彩的机制。

塑料哨子于 1914 年首次在英国制造,此前尝试用硫化橡胶(硬化橡胶)生产令人满意的模型失败了。这使得设计变化和颜色受到消费者的欢迎。现代塑料哨子的部件可以用胶水或超声波焊接在一起。

制造
过程

以下过程用于制造通常与美国军事、警察和体育应用相关的金属豌豆哨。

  1. 黄铜片从供应卷轴上展开并送入冲压机。口哨的三个主要部分模切了空白:矩形进气管、桶形腔室和口哨背面的配件,该配件将固定一个环,用户可以将挂绳(绳索)连接到该环上.不同等级(硬度)的黄铜用于制作哨子的两个主要功能部件。
  2. 零件通过一系列冲压模具和压力机,这些模具和压力机执行一系列切割和弯曲操作,以将它们成型为所需的形状。公司名称(或客户的自定义徽标)印在将成为哨子顶部的地方。
  3. 定制设计的机器将哨子的三个部分固定到位 豌豆哨坯模切为哨子的三个主要部分:矩形进气管、筒体形状的腔室,以及安装在哨子背面的配件,可以固定一个环,用户可以将挂绳(绳索)连接到该环上。同时将焊料施加到接头并加热组件,将零件密封在一起。
  4. 每个哨子都安装在另一台机器上,在那里振动砂光机将外表面打磨成预镀层。
  5. 哨子的外部镀镍或镀铬。
  6. 软木球塞进哨子里。机器压缩软木塞并将其射入哨子顶部的槽中。一旦进入,软木塞就会恢复到原来的形状,使其太大而无法从插槽中掉出来。
  7. 金属挂绳环插入哨子背面的支架中。
  8. 标准口哨包装在一个塑料泡罩中,塑料泡罩附在纸板背衬上。更昂贵的版本,适合用作礼物或奖励,安装在塑料盒或木箱中。

创新

除了镀金、玫瑰雕刻、镶有立方氧化锆的安全哨子等装饰性装饰之外,美国哨子公司制造的金属哨子在过去 40 年中没有发生重大变化。同样,Acme Whistle Company 的欧式管状无豌豆警笛与其生产了 100 多年的型号相同。设计很经典。

另一方面,发明家不断开发新型口哨。 1987 年,加拿大篮球裁判罗恩·福克斯克罗夫特发明了一种塑料的、不含豌豆的哨子,这种哨子发出的声音很像传统的裁判式哨子。 1992年,全天候安全哨声公司成立 塞进哨子的软木球。一旦进入,软木塞就会恢复到原来的形状,使其太大而无法从插槽中掉出来。当空气与软木球碰撞时,会产生熟悉的颤音效果。 制造和销售美国牙医霍华德赖特发明的哨子;这种不寻常的哨子即使在水下也能工作。

美国专利申请揭示了口哨的巧妙改编,适用于一系列令人难以置信的应用。有些是为了满足严重的需求而开发的,例如当麻醉设备中的气体流量不足时会发出警报声的设备。有些用于实际用途,但并不那么重要,例如当一块肉煮熟到所需的熟度时,传感器会发出哨声。有些纯粹是娱乐性的,比如带有嵌入式哨子的冷冻甜点。还有一些是多用途的,比如饮料罐的即时冷却装置,它不仅在启动时使内容物变冷,而且在发出有趣的口哨声的同时还能排出五颜六色的气体。


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