Luftschall und Strukturschwingungen stehen in einem direkten Zusammenhang. Zum einen, weil schwingende Objekte Luftschall im akustisch wahrnehmbaren Bereich (20 Hz bis 20 kHz) emittieren können, zum anderen weil der Luftschall auch ein Anregungsmechanismus für Strukturschwingungen sein kann. Aus diesem Grund verfügt das IDS über ein breites Portfolio an akustischer Messtechnik, bestehend aus Mikrofonen, Lasermikrofonen und Hydrofonen. Damit können wir Schalldrücke im Frequenzbereich von 20 Hz bis 1 MHz messen. Die Messungen können mobil oder in unserem hauseigenen reflexionsarmen Raum durchgeführt werden. Zur visuellen Ortung akustischer Quellen ist das IDS darüber hinaus im Besitz einer akustischen Kamera.
Akustische Kamera
Eine Akustische Kamera ist ein Messgerät zur Lokalisierung von Geräuschquellen. Dabei wird ein Mikrofon-Array eingesetzt, um anhand der Phasenbeziehung der Schalldruckpegel an den verschiedenen Mikrofonen die Ausbreitungsrichtung des Schalls zu berechnen (Holographie bzw. Beamforming Verfahren). Durch die eingebaute optische Kamera kann die Geräuschquelle so mit einem Videobild korreliert werden. Das IDS setzt eine Kamera des Herstellers CAE SOFTWARE & SYSTEMS ein (Bionic M-112). Diese Kamera verfügt über 112 Einzelmikrofone und kann Geräuschquellen mit einer Frequenz von 40 Hz bis 24 kHz orten.
Optisches Mikrofon
Ein optisches- bzw. Lasermikrofon ermöglicht die Messung von Luftschall bis in den hohen Ultraschallbereich. Es besitzt im Gegensatz zu herkömmlichen Mikrofonen keine Membran, sondern basiert auf einer optischen Messung der Schallwellen. Dadurch wird eine wesentlich höhere Bandbreite des Messbereiches realisiert. Das IDS verfügt über ein optisches Mikrofon vom Typ ETA250 ULTRA des Herstellers XARION. Mit diesem Messgerät kann ein Frequenzbereich von 1 Hz bis 1 MHz bei einem Dynamikumfang von 100 dB abgedeckt werden.
Schallreflexionsarmer Raum
Ein (Schall-)reflexionsarmer Raum (ugs. schalltoter Raum) ermöglicht repräsentative akustische Messungen, weil der von einem Objekt emittierte Schall von den Raumwänden, der Decke und ggf. dem Boden des Raumes größtenteils absorbiert wird. Es herrschen dadurch Freifeldbedingungen in dem Raum, was eine notwendige Bedingung ist, um Schallleistungsmessungen durchzuführen. Das IDS verfügt über einen so genannten reflexionsarmen Vollraum, das heißt alle sechs Raumseiten sind mit hochgradig absorbierendem Material ausgekleidet. Der Fußboden besteht aus einem Stahlgitter. Die Abmessungen des Raumes betragen 5,2x3,6x3,35 m.
Mikrofone & Hydrofone
Mikrofone sind allgemein bekannt und eignen sich zur Messung von Schalldruckpegeln in der Luft. Bei Hydrofonen handelt es sich hingegen um Mikrofone für Unterwasseranwendungen. Aufgrund der unterschiedlichen Schallkennimpedanzen von Flüssigkeiten und Gasen sind Hydrofone gegenüber Mikrofonen anders aufgebaut. Hydrofone basieren in der Regel auf einer vorpolarisierten piezoelektrischen Hohlkugel, welche durch Druckschwankungen verformt wird und Oberflächenladungen erzeugt. Mikrofone für messtechnische Anwendungen hingegen arbeiten meistens nach dem Kondensator-Prinzip mit einer Membran und einer Gegenelektrode. Das IDS verfügt sowohl über verschiedene Mikrofone als auch Hydrofone. Wir setzen für unsere Messungen Mikrofone des Herstellers PCB ein. Damit ist es möglich einen Frequenzbereich von 1 Hz bis 70 kHz bei Schall-druckpegeln bis 177 dB abzudecken. Für Anwendungen in Flüssigkeiten kommen Hydrofone von TELEDYNE RESON zum Einsatz. Diese bieten einen Frequenzbereich bis zu 470 kHz bzw. 800 kHz.
Ausstattung Akustische Messtechnik
- Akustische Kamera Bionic M-112 von CAE SOFTWARE & SYSTEMS
- Diverse Mikrofone von PCB
- Optisches Mikrofon ETA250 ULTRA von XARION
- Hydrofone von TELEDYNE (TC4038 und TC4034)
- Reflexionsarmer Vollraum 5,2 x 3,6 x 3,35 m
