17 септември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Електронната длан и ламповото ухо

Как техниката помогна на човека да чува по-добре

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 24 октомври 2015 в 11:2661950

Съвременните изследвания показват, че когато човек доближи извита длан до ухото си, равнището на чувоаемост се повишава между 3 и 10 пъти (5-10 дБ).

Още по-добри "усилватели" са морски раковини, черупки от костенурки...Тези приспособления са естествени слухови апарати. Първото изображение и описание на пасивен слухов апарат от рупорен (конусен) вид е дадено в книгата "Магията на природата" (1558) на италианския физик, физиолог и философ Дж. Порта (Giovanni Battista della Porta, 1535-1615). Той препоръчва за подобряване на слуха да се използват долепени до ухото дървени имитации на слухови органи на животни с остър слух.

Знае се, че в бедните села на Азия и Африка слабо чуващите хора долепят до ухото раковина. Такъв "апарат" не преминава никаква техническа обработка, тъй че той не е апарат в същинския смисъл на думата. Но това със сигурност е най-древният способ.

През ХVІІ-ХVІІІ век в английския флот се използвали дървени, костни и медни "слухови удължители" и те служили вярно чак до изобретяването на бинокъла (1825).
Знае се, че Лудвиг ван Бетховен, който към края на живота си е имал проблеми със слуха, е ползвал параболични резонатори, цилиндри, тръби, а при обществени изяви вплитал в косите си конусовидни ушни накрайници.

Цивилизованият свят се насочил към изработка на мебели за слабочуващи хора. Така например, френскиат богослов и изследовател на църковната архитектура Жак Дюге (Jacques-Joseph Duguet, 1649-1733) изработил специална издигната тръба в олтара за един от почти глухите служители на епископа. Основаната през 1800 г. в Лондон фирма "F. C. Rein & Son" се занимавала специално с тази дейност, като между 1819 и 1828 г. такова кресло-слухов апарат е ползвал португалският крал Гоа VІ. Изработката била изключително луксозна и предполагала известен ритуал. Приближените и посетителите на краля трябвало, застанали на колене, да говорят в отворените усти на скултурно изработените лъвове, намиращи се в предните краища на подлакътниците. Скрит под седалищната плоскост резонатор предавал думите през дебела тръба-звукопровод, която излизала от задната част на облегалката, завършвала някъде около ухото на краля, а той благоразположено слушал.

Борбата с глухотата в академичните среди също не оставала назад. Британският "аурист" (фониатър) и оториноларинголог  Джон Къртис (John Harrison Curtis, 1778-1860) и ирландският физик Уилям Маккюън (Willian A. McKeown, 1844-1904) предложили всеки своя концепция за преподавателска катедра ("акустичен стол"), като във всеки от двата варианта интензивността стигала до 30 дБ.



Друга оригинална фониатрична фурнитура бил акустичен стол за конфиденциални преговори, коато бил предназначен за двама души – както глухи, така и нормално чуващи. Той имал четири дупки. В двете по-големи се слагали меки звуковопроводни тръби – по една за всеки един от събеседниците. Другите две по-малки били предназначени за втъкване на устните тръби – приемници на речта. В горната част на добре тапицираната облегалка на стола бил скрит резонатор. Предполага се, че цялото това остроумно устройство позволявало на събеседниците да разменят важни мисли с доста тих глас, не привличайки вниманието на околните. Имало акустични столове с повече от две седящи места. В друго остроумно изобрeтение на ХІХ век поставена на маса ваза с височина 30 см скривала метални конусовидни рупори, която улавяла звукови колебания, идващи от разговарящите около масата хора. Когато някой недобре чуващ желаел да слуша по-добре, било достатъчно да протегне под масата мека звукопреносна тръба.



За пациенти с нарушение на слуха в средното ухо, но съхранили връзката на кортиевия орган с външния свят чрез костната проводимост, се произвеждали твърди и меки "дентафони", обхващащи зъба, за да улавят звука при слушане на говор и музика. За дамската част от аудиторията били предвидени елегантни мембранни ветрила. Когато човек се разхождал по улицата, можел да ползва специална шапка-камбана със замаскирани входни отверстия (за звука) отпред или отгоре. В армиите на някои страни се използвали сходни по конструкция метални каски. В края на ХІХ-ХХ век били разпространени пасивни наушници, представляващи обикновени звукосниматели, които да се допират до ушите. Те не се нуждаели от никаква енергия и се използвали и от зрители в по-задните редове на театрите.

Около 1901 г. в САЩ с голяма популярност сред трудно чуващите хора се ползвал метален хибрид между барабан и свирка. На снимката по-долу е негова реклама, описваща качествата му - "ушният барабан" е невидим, комфортен, ефикасен. Друга реклама подчертава още едно предимство – безпроводен! Единственият недостатък е бил, че в действителност усилването на "ушния барабан" било доста слабо.

Електрическо усилване

През 1878 г. американският физик Дейвид Хюз (David Hughes, 1831-1900) разработил станалия традиционен въгленов микрофон. През същата година Венер фон Сименс в Германия изработил – на базата на телефона на Бел и микрофона на Хюз - "звукоусилвателен апарат", който нарекъл "фонофор". 

Когато през 1906 г. американският инженер Лий де Форест (Lee de Forest, 1873-1961) изобретил триелектродната радиолампа (триода), инженерите веднага се захванали с конструиране на лампови звукоусилватели с ниска честота. Такъв опитно пусната през 1921 г. компанията Western Electric от САЩ. Това бил т. н. Vactuphone.


Микрофонът бил въгленов, а усилвателят – еднолампов, със собствената усилвателна лампа 205-А на Western Electric. Работел с две батерии 1½ и 24-волтова. Към изходния отворен се прикрепял наушник с капаче. Апаратът бил голям и тежък, но пък се побирал в специален куфар. Слушалката се съхранявала в горния му десен ъгъл.



За поместването на последвалия го трилампов слухов апарат вече трябвал цял куфар, а по-богатите клиенти даже си наемали носачи за неговия пренос на по-дълги разстояния. За да работят, тези мечешки услуги на инженерната мисъл се нуждаели от електроенергия. Но тъй като такава нямало на всяка крачка, се наложило в ,,слуховия куфар“ да се вгражда акумулатор. И тогава на някого в Western Electric хрумнала идеята, че тежестта е голяма, събрана в един куфар, но тя може да се разпредели по цялото тяло и така да не се усеща толкова. Създаденият от компанията слухов комплект имал изход с две меки тръби, прикрепящи се към ухото, а самият апарат се разполагал на пояса или на гърдите с помощта на шнур. Акумулаторът се носел с каишка на рамо, а при жените понякога малко под пояса, около бедрото, под широка пола. И всичкото това работело!

По това време също имало групови слухови апарати. Тук виждате групов слухов апарат Acousticon LT, продаван в САЩ около 1905 г. Той е настолен и с четирите си микрофона позволява на четирима потребители да слушат проповед в църква.



Около 1925 г. започнал да се продава и първият двумикрофонен електрически слухов апарат Siemens/Fortiphone M-22 "Booster Flat". Електрическата му част била изработена от Siemens & Halske A. G. , а кожената кутия – от компанията Fortiphone Ltd. (Великобритания). Този апарат има два микрофона, разположени под неголям ъгъл един спрямо друг. На кабела към телефона се намира регулатор за силата на звука с клипс, позволяващ да се държи удобно в джоба или дори на ревера. Вторият кабел е захранващ и се включва към батерията. При пренос телефонът се прибира в кутията. Тежестта била около 500 грама, а размерът на куфара е 19 0х 145 х 85 мм.


На горната илюстрация е показан преносим слухов апарат от 30-те години. Той се състои от три част – батерия, микрофон и телефон, пригоден за носене на глава.


Повечето слухови апарати от 30-те години използвали големи 3- и 6-волтови батерии, но нямали достатъчно мощност, за да компенсират отслабване на звука, по-голямо от средното (до 50 дБ – по съвременната класификациятова се води ІІ степен).

Проверка на слуха

В началото на 30-те години в компанията Bell Laboratories под ръководството на известния физик Харви Флетчър (Harvey Fletcher, 1884-1981) били проведени измервания на честотните характеристики на ухото при ниски и високи равнища на гръмкостта на звука. Вследствие на това се определили най-високите и най-ниски равнища на чуваемост. Също така било заявено, че динамическият диапазон на човешките слухови органи е предвиден за интензивността преди всичко на човешката реч – около 60 дБ. Обаче при силни шумове той се смесва с най-високия праг на чуваемост, а в тишина се намира близо до най-ниския предел. Времето за отклик е достатъчно малко, за да даде възможност на човек да слуша популярна и класическа музика с характерния за това динамичен диапазон около 100 дБ. Резултатите позволили да се формулират техническите изисквания към започващата да се пуска в масово производство относително евтина слухова апаратура.

В тези години аудиометрията се установила като научно-практическа дисциплина. В поликлиниките аудиометрите започнали да се използват не само за лошо чуващи пациенти, но и постъпващи на работа летци, жп работници, моряци, полицаи и т.н. в днешно време такива проверки минават и занимаващите се с разработка, ремонт и поддръжка на всякакви акустични системи, а да не говорим за радиолюбителите и хайфистите – там изостреният слух е условие, без което не може или по-скоро няма смисъл да си хайфист.

Цифровото нашествие

През декември 1947 г. в Bell Laboratories бил публично представен току-що изобретеният транзистор. Ръководител на последвалата огромна научно-развойна дейност станал Харви Флетчър. Всъщност слуховият апарат станал кажи-речи първото комерсиално устройство, свързано с транзистора. През 1952 г. компанията Raytheon започнала да произвежда свръхминиатюрни полупроводници специално за слухови апарати. Уред, разработен през същата година от друга компания, бил смесен лампово-полупроводников - съдържал три радиолампи и само един транзистор. Малко след това се появил "Акустион" със само един транзистор вътре и висок коефициент на усилване, а след него – още по-мощен апарат с НЧ усилвател с три транзистора. Независимо от привидната леснота на решението, конструктивното обединение на монтажната схема на уреда с източника на захранването станало няколко години по-късно.

Главният фактор, който намалил цените на слухоусилвателите, била по-ниската цена на батериите за тях в сравнение с батериите за много по-енергоемките лампови устройства. А транзисторните устройства били и по-дълготрайни. Масовото призводство на интегрални схеми, започнало десетина години след въвеждането на транзистора, подготвило почвата за преход към нови поколения слухови апарати заедно с намаляване на размера им и енергопотреблението.

В днешните слухови апарати е напълно обичайно микропроцесор да регулира насочеността на микрофона, увеличението или намаляването на неговата чувствителност, изборът на звукови сигнали в най-различна обстановка – улица, шумно събрание, театър.
Всички слухови апарати се включват към усилвател. Усилвателят се намира вътре в апарата, следователно близо до ухото. В последните десетилетия слухови апарати ползват и хора с нормално развит слух. Те се стремят към контрол над постъпващите в ухото звукови вълни, като за тази цел микропроцесорът автоматично повишава или понижава коефициентът на предаване на усилвателите или регулира постъпването на сигнали във всеки от тях.

Антон Оруш, Sandacite.net – www.sandacite.net

Източници:

Трудный пут слухового аппарата 

Музей слуховых аппаратов

Concealed Hearing Devices of the 19th Century 

John Harrison Curtis and His Acoustical Chair

Vacuum Tube Hearing Aids: 1921-1953 


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Технологии
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.