صفارة الإنذار (جهاز الإنذار)

تتكون صفارة الإنذار الهوائية، وهي عبارة عن جهاز هوائي حر ، من قرص دوار به ثقوب (يُسمى المروحية أو قرص الصفارة أو الدوار )، بحيث يقطع المادة الموجودة بين الثقوب تدفق الهواء من ثقوب ثابتة على السطح الخارجي للوحدة (تُسمى الجزء الثابت). ونظرًا لأن الثقوب في القرص الدوار تمنع وتسمح بتدفق الهواء بالتناوب، ينتج عن ذلك ضغط هواء مضغوط ومخفف بالتناوب، أي صوت . تستهلك هذه الصفارات كميات كبيرة من الطاقة . ولتقليل استهلاك الطاقة دون التأثير على مستوى الصوت، تُعزز بعض تصاميم صفارات الإنذار الهوائية بدفع الهواء المضغوط من خزان يُعاد ملؤه بواسطة ضاغط منخفض الطاقة عبر قرص الصفارة.

في اللغة الإنجليزية الأمريكية ، يُشار أحيانًا إلى صفارات الإنذار الهوائية للمركبات باسم صفارات الإنذار الميكانيكية أو صفارات الإنذار الكهربائية ، وذلك لتمييزها عن الأجهزة الإلكترونية. أما صفارات الإنذار الميكانيكية التي تعمل بمحرك كهربائي، فتُسمى غالبًا "كهروميكانيكية". ومن الأمثلة على ذلك صفارة الإنذار Q2B التي تُباع من قِبل شركة فيدرال سيجنال . ونظرًا لاستهلاكها العالي للتيار (100 أمبير عند تشغيلها)، فإن استخدامها يقتصر عادةً على سيارات الإطفاء ، على الرغم من تزايد استخدامها في سيارات الإسعاف من النوع الرابع ومركبات فرق الإنقاذ. ويعود سبب فعاليتها إلى نبرتها المميزة التي تُوحي بالاستعجال، ومستوى ضغط الصوت العالي (123 ديسيبل على بُعد 3 أمتار )، وموجاتها الصوتية المربعة.

في ألمانيا وبعض الدول الأوروبية الأخرى، يتكون صفير الإنذار الهوائي ثنائي النغمة (عالي-منخفض) من مجموعتين من أبواق الهواء، إحداهما عالية النبرة والأخرى منخفضة النبرة. يقوم ضاغط هواء بضخ الهواء في إحدى المجموعتين، ثم ينتقل تلقائيًا إلى المجموعة الأخرى. ومع هذا التبديل، تتغير نغمات الصوت. تتفاوت شدة الصوت، ولكنها قد تصل إلى حوالي 125  ديسيبل، وذلك حسب نوع الضاغط والأبواق. بالمقارنة مع صفارات الإنذار الميكانيكية، يستهلك هذا النوع طاقة كهربائية أقل بكثير، ولكنه يحتاج إلى صيانة أكثر.

في صفارة الإنذار الهوائية، يُعدّ الجزء الثابت (الستاتور) هو المسؤول عن قطع الهواء وإعادة فتحه عند مرور شفرات المروحية الدوارة أمام فتحات الجزء الثابت، مما يُولّد الصوت. وتعتمد درجة صوت الصفارة على سرعة دوران الجزء الدوار وعدد الفتحات في الجزء الثابت. تُسمى الصفارة ذات الصف الواحد من الفتحات صفارة أحادية النغمة، بينما تُعرف الصفارة ذات الصفين بصفيرة ثنائية النغمة. بوضع جزء ثابت ثانٍ فوق الجزء الثابت الرئيسي وتوصيل ملف لولبي به، يُمكن إغلاق جميع فتحات الجزء الثابت وفتحها بشكل متكرر، مما يُنتج نغمة تُسمى نبضة. إذا تم ذلك أثناء إصدار الصفارة صوتًا متواصلًا (بدلًا من نغمة ثابتة)، يُسمى الصوت الناتج نبضة متواصلة. بتطبيق هذه العملية بشكل منفصل على كل صف من فتحات صفارة ثنائية النغمة، يُمكن تشغيل كل نغمة بالتناوب، مما يُنتج نغمة تُعرف باسم نغمة عالية/منخفضة. إذا تم ذلك أثناء إصدار الصفارة صوتًا متواصلًا، يُسمى الصوت الناتج نغمة عالية/منخفضة. يمكن لهذا الجهاز أيضًا إرسال نبضات صوتية أو صفارات إنذار نبضية. ويمكن فتح المنافذ وإغلاقها لإرسال شفرة مورس . وتُعرف صفارة الإنذار التي تستطيع إرسال كل من النبضات الصوتية وشفرة مورس بصفارة الإنذار المشفرة.

تتضمن صفارات الإنذار الإلكترونية دوائر مثل المذبذبات والمعدلات والمضخمات لتوليد نغمة صفارة مختارة (مثل العويل، والصراخ، والاختراق/الأولوية/الطور، والتردد العالي والمنخفض، والمسح الضوئي، وبوق الهواء ، واليدوي، وغيرها) والتي تُبث عبر مكبرات صوت خارجية. وليس من المستغرب، خاصةً في سيارات الإطفاء الحديثة، رؤية مركبة طوارئ مجهزة بنوعي صفارات الإنذار. وكثيرًا ما تستخدم صفارات الشرطة أيضًا فاصلة ثلاثية النغمات لجذب الانتباه. وقد اخترع موظفا شركة موتورولا، رونالد إتش. تشابمان وتشارلز دبليو. ستيفنز، أول صفارة إنذار إلكترونية تحاكي صوت صفارة الإنذار الميكانيكية عام 1965. ^{[ 12 ]}

استُخدمت صفارات البخار أيضًا كجهاز إنذار في حال وجود مصدر للبخار، كما هو الحال في منشرة أو مصنع. وكانت هذه الصفارات شائعة قبل انتشار صفارات الإنذار من الحرائق، لا سيما في الاتحاد السوفيتي السابق . كما استُخدمت أبواق الإنذار، وهي أبواق هواء مضغوط كبيرة، ولا تزال تُستخدم كبديل لصفارات الإنذار. كانت العديد من أنظمة أبواق الإنذار موصولة بصناديق سحب موزعة في أنحاء المدينة، حيث تُصدر هذه الصناديق رمزًا يُشير إلى موقع الصندوق. على سبيل المثال، عند سحب الصندوق رقم 233، يُصدر بوق الإنذار صوتين، يليهما توقف، ثم ثلاثة أصوات، ثم توقف آخر، ثم ثلاثة أصوات أخرى. في الأيام التي سبقت الهواتف، كانت هذه هي الطريقة الوحيدة التي يعرف بها رجال الإطفاء موقع الحريق. وكانت الأصوات المشفرة تُكرر عادةً عدة مرات. وطُبقت هذه التقنية أيضًا على العديد من صفارات البخار. بعض صفارات الإنذار مزودة بمكابح ومخمدات، مما يُتيح لها إصدار رموز صوتية أيضًا. كانت هذه الوحدات تميل إلى أن تكون غير موثوقة، وهي الآن نادرة.

قد تضع الحكومات معايير لأجهزة الإنذار المثبتة على المركبات. على سبيل المثال، في كاليفورنيا ، تُصنّف أجهزة الإنذار إلى فئتين: الفئة أ والفئة ب. تتميز أجهزة الإنذار من الفئة أ بصوتها العالي الذي يسمح بتركيبها في أي مكان تقريبًا على المركبة. أما أجهزة الإنذار من الفئة ب، فهي أقل صوتًا، ويجب تركيبها على مستوى موازٍ لسطح الطريق، وموازٍ لاتجاه سير المركبة عند القيادة في خط مستقيم. ^{[ 15 ]}

في بعض الحالات، يجب أيضاً اعتماد صفارات الإنذار من قبل الجهات المحلية المختصة. على سبيل المثال، تعتمد دوريات الطرق السريعة في كاليفورنيا نماذج محددة لاستخدامها في مركبات الطوارئ بالولاية. ^{[ 16 ]} يُعدّ هذا الاعتماد مهماً لأنه يضمن أداء الأجهزة بكفاءة. علاوة على ذلك، قد يُؤخذ استخدام أجهزة غير معتمدة بعين الاعتبار عند تحديد المسؤولية في حال وقوع تصادم.

تشرف لجنة أضواء وأجهزة الإنذار الطارئة التابعة لجمعية مهندسي السيارات الدولية (SAE) على ممارسات إضاءة مركبات الطوارئ وممارسة صفارات الإنذار J1849 التابعة للجمعية. ^{[ أ ]} تم تحديث هذه الممارسة من خلال التعاون بين جمعية مهندسي السيارات والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . على الرغم من أن هذه النسخة لا تزال مشابهة إلى حد كبير لمعيار كاليفورنيا رقم 13 الخاص بإخراج الصوت من زوايا مختلفة، فإن هذه الممارسة المحدثة تُمكّن مختبرًا صوتيًا من اختبار نظام صفارات إنذار ثنائي السماعات للتأكد من مطابقته لمعايير إخراج الصوت. ^{[ 17 ]}

ينبغي تركيب مكبرات صوت صفارات الإنذار، أو صفارات الإنذار الميكانيكية، أمام مقصورة الركاب. يقلل هذا من الضوضاء للركاب، ويجعل صوت أجهزة الاتصال اللاسلكي والهواتف المحمولة أكثر وضوحًا أثناء استخدام صفارات الإنذار. كما أنه يوجه الصوت إلى المكان الأمثل. وقد وجدت دراسة أجريت عام 2007 أن مستويات الصوت داخل مقصورة الركاب قد تتجاوز 90 ديسيبل (A). ^{[ 18 ]}

أظهرت الأبحاث أن صفارات الإنذار المثبتة خلف شبكة المحرك أو أسفل أقواس العجلات تُقلل من الضوضاء غير المرغوب فيها داخل مقصورة الركاب وعلى جانبي السيارة وخلفها، مع الحفاظ على مستويات الضوضاء الكافية لإصدار تحذيرات مناسبة. ^{[ 19 ]} كما أن استخدام الصوت واسع النطاق في صفارات الإنذار يُحسّن من تحديد موقعها، كما هو الحال في صفارات الإنذار الاتجاهية ، حيث يستفيد انتشار الترددات من الطرق الثلاث التي يستخدمها الدماغ لتحديد اتجاه الصوت: فرق مستوى الصوت بين الأذنين ، وفرق التوقيت بين الأذنين ، ووظيفة النقل المتعلقة بالرأس . ^{[ 20 ]}

أسوأ أنواع أنظمة الإنذار هي تلك التي يصدر فيها صوت صفارات الإنذار من أعلى وخلف ركاب المركبة قليلاً، كما هو الحال عند استخدام مكبر صوت مثبت على شريط إضاءة في سيارة سيدان أو شاحنة صغيرة. كما تميل المركبات ذات صفارات الإنذار المخفية إلى ارتفاع مستويات الضوضاء داخلها. في بعض الحالات، قد تُنتج أنظمة الإنذار المخفية أو الرديئة مستويات ضوضاء تُلحق ضرراً دائماً بحاسة السمع لدى ركاب المركبة. ^{[ 21 ]}

قد تستهلك صفارات الإنذار الميكانيكية التي تعمل بمحرك كهربائي ما بين 50 و200 أمبير عند جهد 12 فولت ( تيار مستمر ) أثناء دورانها حتى سرعة التشغيل. يُعدّ التوصيل الكهربائي المناسب وحماية أجهزة التحكم الإلكترونية في المحرك من التيارات العابرة جزءًا أساسيًا من عملية التركيب. يجب أن يكون حجم الأسلاك مماثلًا لأسلاك محرك بدء تشغيل السيارة. تحتوي الأجهزة الميكانيكية المثبتة على المركبات عادةً على مكابح كهربائية، وهي عبارة عن ملف لولبي يضغط على وسادة احتكاك على دوار صفارة الإنذار. عند وصول مركبة الطوارئ إلى موقع الحادث أو إلغاء الرحلة، يمكن للمشغل إيقاف صفارة الإنذار بسرعة.

يُشاع أن صفارات الإنذار الإلكترونية متعددة السماعات تعاني من مناطق انقطاع في الصوت عند زوايا معينة بالنسبة لاتجاه سير المركبة. ويعود ذلك إلى اختلافات الطور، حيث قد يلغي الصوت الصادر من مجموعة السماعات بعضه بعضًا في بعض الحالات. ويحدث هذا الإلغاء عند ترددات محددة، بناءً على المسافة بين السماعات. كما تُسهم اختلافات الطور هذه في زيادة مستوى الصوت، تبعًا للتردد والمسافة بين السماعات. مع ذلك، صُممت صفارات الإنذار لتوسيع نطاق تردد صوتها، عادةً بما لا يقل عن أوكتاف واحد. ويُقلل هذا التوسيع من تأثيرات إلغاء الطور. ونتيجةً لذلك، يكون متوسط ​​مستوى الصوت الصادر من نظام صفارة إنذار ثنائي السماعات  أعلى بمقدار 3 ديسيبل من نظام أحادي السماعات.