Microphone History at Brüel & Kjær

B&K传声器的历史

70多年来,Brüel & Kjær致力于持续改进产品并在测量传感器领域进行突破性的创新。本文探讨了Brüel & Kjær传声器开发的历史,并提供了对传声器产品的研究和开发投资的见解。并对传声器的生产进行了概述。

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您将了解到

  1. 传声器发展的历史背景
  2. 第一支传声器
  3. 传声器产品开发
  4. 在Brüel & Kjær生产传声器

 

第一支传声器

Brüel & Kjær于1945年开始生产传声器。到1950年代后期,他们已成为领先的测量传声器供应商,这主要归功于Dr.Per V. Brüel在传声器和通用传感器开发中的鼓舞和热情

与此同时,Brüel & Kjær还发明、设计和开发了完整的声学测量系统、分析仪和记录仪。我们的测量传声器所达到的精度是这些产品成功的重要组成部分。

从一个不起眼的开始,Brüel & Kjær在传声器用户中赢得了越来越好的声誉,无论是在声学领域还是在学术研究领域,提供高标准的服务、精心打造的产品和协作研发计划,确保持续改进新仪器的准确性和性能。

今天,这种方法继续提供创新的测量仪器,包括直径从1/8"到1"的全系列测量传声器。这些传声器一起涵盖了测量传声器使用的几乎所有方面。

电容测量传声器的范围 图1.1 电容测量传声器范围

到1970年代初,随着高灵敏度1/2"传声器的开发,Brüel & Kjær在测量传声器领域的已处于领先位置。

发布了校准设备,例如实验室校准的互易设备和开创性的手持式, 活塞式耳机。这种便捷的校准方式允许用户在现场检查测量精度,从而有效地提高了日常传声器使用的准确性。

1973年, Western Electric向Brüel & Kjær提出要求以1"传声器取代其成功但陈旧的WE 640AA传声器,Brüel & Kjær满足了这一需求。

Brüel & Kjær的解决方案就是日后经典款4160型传声器的雏形。

使用一对相位匹配的传声器的声强探头

图1.2 声强探头使用相位匹配传声器对的声强探头

随后进行了进一步的创新,特别是在1970年代对驻极体工艺的改进,使得稳定的预极化传声器成为标准1级声级计

1980年代带来了进一步的发展,特别是在声强测量领域。1980年代中期还见证了特殊类型的声强探头传声器的发展。这款传声器采用了革命性且现已获得专利的电子管系统,该系统提供平坦的频率响应,并允许在标准测量传声器难以接触的地方进行测量。

随着高精度且坚固的传声器(Falcon RangeTM)、室外传声器和用于永久室外噪音监测终端的推出,改进一直持续到1990年代。事实证明,户外传声器在恶劣的环境中非常有效。

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测量传声器

 

传声器创新

1956 4131型 4145型1英寸自由场传声器

世界上第一个批量生产的测量传声器,4131型(自由场)和4132(压力场),由Dr.Per V. Brüel

1967 4138型 1/8英寸压力场传声器4138型

世界上第一个1/8英寸测量传声器。基于持续的产品改进,该类型仍然在售

4138型-世界上第一个1/8"测量传声器
1975 4160型 1/8英寸压力场传声器4160型

市场希望Brüel & Kjær被要求为Western Electric公司生产WE640AA参考传声器的替代品这就是4160型和后来的½"4180型(仍然是世界事实上的声学标准)的来历

4160型-实验室标准传声器
1980 4155型 1/8英寸压力场传声器4155型

Brüel & Kjær推出世界上第一款高稳定性、测量级驻极体传声器,现已被后继型号替代。

4189型-我们最畅销的高精度、高灵敏度传声器
1984 4179型 1/8英寸压力场传声器4179型 

利用先进的建模和巧妙的设计,这款现已停产的传声器的本底噪声为–2.5dB(A),在近30年后仍然保持不败!

    4144型-1英寸压力场传声器
1987 4182型 4182jpg

Brüel & Kjær推出探针传声器,用于在极其狭窄的空间和高达600°C以上的环境中进行测量

4182型-探头传声器
1993 4138型 1/8英寸压力场传声器4138型

推出猎鹰系列。这些传声器采用不锈钢压膜,使传声器技术发生了重大革新

4188型-½英寸自由场传声器
1994 4189型 1/2英寸压力场传声器4189型

猎鹰系列的巅峰表现。4189型可能是世界上最受欢迎的½"自由场传声器

4189型-可能是世界上最受欢迎的½"自由场传声器
2000 4297型 声强校准器4297型

独特的一体式声强校准器,无需拆卸探头即可校准

4297型-独特的一体式声强校准器
2003  4948型 表面传声器4948型

表面传声器–Brüel & Kjær首创:最初为航空航天应用开发的“全钛”传感器

4948型-航空航天表面传声器
2004  4949型 表面传声器4949型

表面传声器也进入了汽车行业,它们在风洞、路面测试中开辟了新的领域

4949型-汽车表面传声器
2005 4952型 户外传声器4952型 

首款户外传声器,所有暴露在天气中的部件均由高分子材料制成

4952型-首款户外传声器
2006 4955型 低噪声传声器4955型

延续“全钛”概念,这款TEDS传声器具有1.1V/Pa的灵敏度和5.5dBA的典型本底噪声

4955型-1/2"经典低噪声传声器
2009 4961型 多场传声器4961型

–4961型是首款¼"多场测量传声器,可确保在自由场和扩散场以及任何角度进行准确无误的测量,我们很抱歉现已停产

4957型-¼"阵列传声器,适用于各种温度和湿度
2012  1706型 CCLD前置放大器1706型

首款可承受高达+125°C/+257°F温度的传声器前置放大器

1706型-首款达到如此性能的传声器前置放大器
2015  校准
云端
MP-cloud

随时访问校准数据。Brüel & Kjær校准实验室服务的每个传感器的校准数据都可在云中访问。此外,每个传声器的校准信息都可以通过Web访问

在线校准云

 

B&K传声器的开发

传声器产品的开发由专门的工程师团队执行。鉴于精密传声器产品的市场规模相对较小且专业,因此做到这些并不是件容易事。然而,在Brüel & Kjær,这项投资被视为必不可少的,因为它使得传声器的设计参数和物理特性建立在知识、技能和经验的坚实基础之上。

研发工作还涵盖了许多领域,这些领域反映了传声器设计和构造的不同方面,特别是需要执行高精度测量的领域。这些包括:

  • 声学测量,例如声压和自由场互易校准
  • 机械工程,例如,当控制小的机械公差时
  • 电气工程,例如频率分析和电容测量
  • 环境测试,例如耐湿性和温度测试的测量。

开发技能和知识也用于研究材料的最佳选择,并在传声器投入全面生产之前设计有效的测试形式。

这些测试包括对冲击、振动、温度、湿度的耐受性,对于前置放大器,还测试了对电磁场的耐受性。传声器的反复撞击测试模拟日常使用中的意外,而冲击测试则再现了运输过程中可能遭受的冲击的影响(典型可高达1000m/s22)。

电容式测量传声器的经典设计
图1.3 经典设计
电容传声器

最后,传声器还经过了耐腐蚀性测试,最新的电容式传声器系列证明了这些传声器在恶劣的测量环境中非常坚固。

图1.4 传声器经受冲击测试


在Brüel & Kjær生产传声器

传声器是精密仪器,虽然传统测量传声器的设计看似非常简单,但必须非常精确地控制其生产以满足指定的公差。这种公差对所使用的材料和构造方法提出了很高的要求,但所创造的产品必须非常可靠和坚固。

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传声器(网络研讨会)

演讲者:Bin Liu

因此,在Brüel & Kjær,重点是质量而不是批量生产。

在生产过程中受到重点关注的两个组件是传声器振膜和背板。在生产过程中,这些组件的表面会变得非常光滑,因为隔膜与背板间隙之间存在非常高的电场强度。

另一个关键的生产领域是传声器振膜和背板之间的距离,其构造必须达到非常小的机械公差。典型距离为20µm,容差为0.5µm。一旦调整了正确的公差,所需的距离就会被监控并精确地执行。