塑造当今声级计的历史里程碑

随着技术的不断进步,今天的声级计与六十年代的声级计截然不同。这篇博文着眼于声级计的演变,深入探究历史和研究塑造未来的发展趋势。

声级计最早于二十世纪二十年代用于纽约时代广场:Fox Movietone新闻报道显示,噪声消减委员会(Noise Abatement Commission)的技术人员在城市的不同地点进行了噪声级测量,以应对交通量的增加。有了接收器、传声器、留声机和摆动测试音来测量“噪声产生的耳聋”,他得出结论:“时代广场的噪声剥夺了我们42%的听力”[原文如此]。这距离世界上首个声级计标准出台还有三十多年。随着1961年IEC 123标准的出版,规定必须根据经批准及认可的特定标准设计声级计(SLM),开启了商用声级计的时代!

声级记录仪和晶体管

时光倒转50年,我们就看到了我们今天认为的声级计。在此之前,噪声测量是使用基于阀门技术的重型设备进行的。工程师必须将重型设备运送到现场,在开始测量之前设置输入和输出衰减器。测量进行的过程中没有内部存储器,声级将记录在声级记录仪上,由工程师将事件标记在纸卷上。没有后期处理软件,也没有其他的结果显示方式。

由于采用了晶体管,Brüel & Kjær于1962年推出的2203型精密声级计的体积较之前小了很多。这款声级计的重量只有5公斤,配有一个倍频程滤波器组,可谓首台便携式声音测量装置(尽管声级记录仪也为便携式,但重达25公斤)。然而,当时的晶体管技术并不是一门精确学科,还是有其自身的问题。晶体管批次在出厂前必须按质量进行分类方能在生产中使用,因此电阻的变化很大。现在看来,日常生活中充满了智能微型技术,2203型似乎并不算特别小巧轻便,但考虑到当时的技术状况,它已经是令人印象深刻的了。

1962年发布的2203型声级计

2231型声级计

微处理器和内部存储器的时代

大型声级计没落于二十世纪八十年代。由于集成电路将多个晶体管整合到一块芯片上,微处理器的处理能力更强,可以同时测量多达五个独立参数,因而导致了大型声级计的没落。第一台集成微处理器的Brüel & Kjær声级计是2231型模块化精密声级计。微处理器选用的是高性价比的RCA 1802,这无疑是一个很好的选择,因为它当时也被用于美国国家航空航天局(NASA)的太空计划。

与微处理器同时得到发展的是内部存储器(或内置数据存储器),它允许用户将其数据保存在声级计上。这大概是在VisiCalc(电子表软件),即后来的Lotus Notes和Microsoft® Excel®的第一批电子表格,问世的时候 - 使用个人计算机进行计算变得越来越普遍。

到了八十年代末和九十年代初,数字革命正在以惊人的速度加速,并将对声级计的未来产生巨大影响。

数字信号处理

数字信号处理在九十年代进一步发展,再加上更强大的计算能力,可以实现更大数据量的实时处理。例如,使用模拟滤波器组测量声级计上的1/3倍频程频谱,包括逐一测量每个频段,这是个耗时的过程!通过数字信号处理,可以进行实时的1/3倍频程频率分析,并同时测量所有频段。随着数字信号处理在声级计提供商之间的普及,我们可以在手持平台中进行更详细的FFT分析。第一台采用这项新技术的Brüel & Kjær声级计是1994年发布的2260型声级计。

连通性展示未来之路

除了大型彩色显示器和先进的后期处理,连通性是21世纪声级计的核心特征。Brüel & Kjær的2250型手持式分析仪于2004年首次发布,与其姊妹技术个人数字助理(PDA)具有许多共同的功能。彩色触摸式显示屏是可用性的一个飞跃,而USB和以太网接口提供了灵活方便的连接到PC的方法 - 无论是在同一个房间,还是在世界的另一端。如今,2250型和2270型声级计甚至可以无线连接到Wi-Fi网络,从而可以实现通过智能手机进行远程控制以及基于云的数据存储和共享服务。

手持式分析仪系列:2250-L型、2250型和2270型

智能未来

今天,智能手机已经成为我们日常生活中不可或缺的一种存在。这些口袋大小的设备不仅仅是手机,它们是结合了传声器、相机、扬声器、加速度传感器、陀螺仪和高分辨率触摸屏的无线通信设备,其处理能力堪比几年前的台式计算机。它们与越来越多的设备和传感器相连,包括心率监测器、计步器、地震仪乃至2250型声级计。

声级计不太可能与同期智能手机的计算能力和灵活性相匹配,但智能设备将在未来影响声级计的设计。为智能手机开发的显示、计算和无线技术将越来越多地集成到声级计中,并且连接到声级计的智能手机的使用量也将增加。

自从1929年时代广场那些测量技术人员将数字草草地记在笔记本上并计算出听力剥夺百分比以来,我们已经走过了很长一段路,但随着科技与环境噪声重要性的同步发展和提高,谁能知道未来将会如何?