[leicht OT] SEO eines Schallereignisses bestimmen

[monoton]

Hallo,

mal schauen, auf was für Ideen ich euch so bringe Ist etwas abseits des Lautsprecherbaus, aber der könnte zur in Bezug auf Praxistauglichkeit der Ideen vielleicht dienen

Wie würdet ihr versuchen, den SEO (Schallentstehungsort) eines Schallereignisses zu bestimmen... Welche Genauigkeiten darf man da erwarten? Nehmen wir an, wir würden ein relativ breitbandiges Signal haben, dass ziemlich laut ist... z.B. wir auf dem Gehsteig, dort fährt ein Auto vorbei. (Oder nehmen wir der Einfachheit halber erstmal an es steht da und brummelt vor sich hin, also ohne zeitliche/dynamische Komponente.) Wenn ich nun wissen möchte, von welchem Teil des Autos welcher Lärm kommt, wie gehe ich da am besten ran? Und welche Mittel sind probat?

Die Ideensammlung ließe sich an einem Dreiwegerich ja recht gut ausprobieren...

Gruß,
monoton

[Chaomaniac]

Gute Frage...
Beim Messen von Lautsprechern (z.B. mit ARTA) macht man das über eine 2-Kanalmessung. Das heisst:
Das Messystem weiß welches Signal zu welchem Zeitpunkt losgeschickt wurde und vergleicht das mit der Aufnahme über das Mikrofon. Mit diesen Informationen werden dann die Unterschiede in Zeit und Amplitude erfasst. Über den Zeitfaktor wird die Frequenz und die Schallaufzeit (also der Abstand) bestimmt.

Wie das bei einem komplett unbekannten Signal, dessen Ursprungszeitpunkt nicht bekannt ist gehen soll, weiß ich nicht.
Eventuell wäre das für einen findigen Mathematiker möglich, ein Messsystem zu entwickeln, das mit mehreren Mikrofonen arbeitet und über den bekannten Abstand der Mikrofone und der Interferenzmuster die Positionskoordinaten bestimmt.
Dazu müsste dann wahrscheinlich auch die Beschaffenheit des Ursprungssignals bekannt sein und/oder das Obejekt müsste sich bewegen, um eine Veränderung im Interferenzmuster erkennen zu können, auf dessen Basis dann gerechnet werden kann.
Auch möglich, dass ich viel zu kompliziert denke. Ist auch schon spät...

[Laudio]

Also mit dem Ohr? Das hilft Kopf/Ohr hinstrecken; das geht auch bei Lautsprechern ganz wunderbar.

Messtechnisch würde ich das mit mehreren Mikrofonen (Stereohören lässt grüßen) und TDE (time delay estimation) angehen. Gehts um ein bestimmtes Geräusch kann man das Signal entstprechend vorfiltern um es herauszuheben.
Natürlich kann die von aussen lokalierbare Schalquelle auch nur soz. das Sympton sein, die von woanders angeregt wird.

[pico]

Hi,

so etwas gibt es fertig als sog. "akustische Kamera" zu kaufen, z.B. von Brüel & Kjaer, GFAI, HEADacoustics etc.

Man nehme:
> 30 Mikros sinnvoll angeordnen (log. Spirale)
sehr hohe Samplerate (vereinfacht die Einführung des benötigten Offsets)
MatLab

[walwal]

Genau, sah ich vor kurzem im TV. Reifen meist lauter als der Motor, Flüsterasphalt usw.

[zxl]

Im Automobilbereich wird das z.B. entweder mit der schon erwähnten akustischen Kamera durchgeführt, oder mit sog. Mikrofonarrays, welche dann über die unterschiedlichen Laufzeiten ausgewertet (gleiches Prinzip wie die Kamera, nur eben in verschiedenen Varianten aufgebaut) und einem Foto zugewiesen werden.

Hatte das damals bei meiner Diplomarbeit zur Messung des Schallentstehungsortes von Störgeräuschen bei einer Türverkleidung, wenn der Lautsprecher spielt. Die Verkleidung produziert hier enorm viel Schall, auch wenn nur ein 10cm Breitbänder angebracht war, welcher noch dazu erst ab etwa 200 Hz spielte. Das ganze wurde damals mittels der akustischen Kamera durchgeführt. Hierfür ist in der Mitte des Gerätes eine echte Kamera angebracht, die ein Bild aufnimmt und außenherum (je nach Art des Geräts) eine Vielzahl von Mikrofonen platziert.

Zusätzlich wurde der Unterboden z.B. mit etwa 200 Mikrofonen abgescant um die dortigen Störungen durch den Subwoofer zu ermitteln, was aber leider nicht gelang, da die Frequenzen zu niedrig waren, um eine entsprechende Ortung zu ermitteln (Wellenlänge zu groß).

Gruß
Sebastian

PS: Die Kalibrierung dieser Mikrofonarrays is ne Katastrophe... 200 Mikrofone ma kurz überprüfen dauert schon n paar Stunden

[pico]

Hi,

ein Nachteil des Verfahrens ist, dass es erst ab relativ hohen Frequenzen gut funktioniert (> 500 Hz) und nur eine geringe "Dynamik" von < 10 dB hat (Unterschied zwischen Lautstärkemaximum und dem Rest).

Seine Vorteile spiellt es aus, wenn z.B. ein großes Windrad in 100m Entfernung gemessen wird.

[monoton]

Hmm... sehr interessant! Ich danke euch einstweilen für die Hinweise zum Lesestoff.

[fabi]

Werden die Mikrofone parallel betrieben oder wird ein räumliches Fenster (Kaiser oder dgl.) über die Anordnung gelegt? Soweit ich weiß, sind die Kapseln äquidistant angeordnet. Man kann mit zunehmender Wellenlänge größere Abstände zulassen. Hier gibt es noch einige Möglichkeiten. Auch die Kombination mit einem Hitzedrahtschnellemesser bringt zusätzliche Erkenntnis, weil nicht nur der Druck, sondern auch die Schnelle erfasst werden kann. Die Summe der Meßergebnisse läßt sich sicherlich besser interpretieren als die üblichen Anordnungen von B&K bzw. MG.

pico, üblicherweise werden reine druckempfänger (kugelkapseln) eingesetzt. Hast du Versuche mit mikrofonen gemacht, die "von sich aus" bereits richten, also den druckgradienten berücksichtigen? 10dB SNR sind schon sehr wenig.

ausserdem: Meist ist die Dämpfung für Rayleighwellen so groß, dass der SEO räumlich sehr begrenzt ist. Mit kleinen Beschleunigungsaufnehmern kommt man ziemlich weit.

[zxl]

Zur Abscannung des Unterbodens wurden die Mikrofone in einem gleichmäßigen Raster aufgebaut. Bei der akustischen Kamera (es handelte sich um einen Eigenbau) waren die Mikrofone Schneckenförmig angeordnet. Also in der Mitte näher zusammen als am Rand, um die Ortung zu verbessern. Das erwieß sich auch als äußerst brauchbar.
Das mit dem Hitzedraht ist mir leider nicht bekannt. Fabi, hast du nähere Infos?

Meist wird solch eine Messung (oder in meinem Fall ist dies auch passiert) per Laservibrometer zusätzlich hinterlegt. Dieses ist Wellenlängen-Unabhängig und zeigt direkt die schwingenden Flächen auf (z.B. http://www.polytec.com/ger/158_2081.asp).
Beschleunigungsaufnehmer haben immer den Nachteil, dass sie einerseits das Messergebnis verfälschen "können" (aufgrund der zusätzlich aufgeklebten Masse) und andererseits in einer großen Anzahl zur Verfügung stehen müssten. Man stelle sich nur mal die Anzahl von Beschleunigungsaufnehmern bei der Abtastung eines Fahrzeugunterbodens vor.
Ganz zu schweigen bei Verwendung von B-Aufnehmern bei geringen Mms bei Lautsprechern (z.B. Hochtöner).

Gruß
Sebastian

[walwal]

Hitzedraht = Thermoanemometer, wird zum Messen von (Luft)- Strömungen verwandt. Sehr empindlich und reaktionsschnell. Hatten wir in meiner ExEx-Firma. Ich bin ex und die Firma exitus.

[wodim]

Entschuldigt meine erneute "Abschweifung" - aber da muss man einhaken:

Ich bin ex und die Firma exitus.

Das kenne ich auch irgendwoher, und welch Zufall - auch aus meiner ExEx - Firma. Das alte Indianer - Sprichwort: "Wenn du erkennst, dass du ein totes Pferd reitest, dann steig ab." Das ging in der Firma um, nur das Management hat die Zeichen der Zeit nicht verstanden, sich nur gewundert, warum sie seit Jahren auf dem "absteigenden Ast" waren. Auch nicht, warum die gesamte Projektabteilung und der beste Entwickler geschlossen kündigten, und als ich mir was neues suchte, waren sie erst recht geschockt... Und vor ein paar Jahren lese ich im Internet: Die Firma gibt's nicht mehr.

Tja, die Ursachen für Pleiten sind nun mal zu 80% Managementfehler, aber indem ich sie (intern) darauf hingewiesen hatte, hatte ich mir nicht gerade Freunde gemacht - und dann fing ich noch eine Abmahnung, in dem Sinne: Ich sollte an allem schuld sein. Aber gerechterweise muss man sagen: Nach meiner Kündigung schrieb mir derselbe Chef ein 1a Zeugnis, danach war ich der Beste auf Erden. Na, das hätten sie sich ein bisschen früher überlegen müssen.

[monoton]

Ok hier scheinen ja schon ein paar Leute Erfahrungen gesammelt zu haben und können vielleicht schon so eine etwas grundsätzlichere Frage klären... was würdet ihr sagen, wo der Schall eines vorbeifahrenden Autos entsteht, an Fahrzeugteilen selbst oder (und?) evtl. auch erst in der umgebenden Luft (z.B. durch heftige Druckschwankungen bei höheren Geschwindigkeiten)?

Macht der Teer den "Lärm"? Oder die Reifen? Schwingen beide? Oder die ausweichende Luft?

[fabi]

grundsätzlich ist das schwierig zu sagen. Es hängt vom Fahrzeug, dem Bodenbelag und der Geschwindigkeit ab. Die Punkte die du sagst, sind aber alle richtig. Windgeräusche, Abrollgeräusche und Antriebsgeräusche (ganz allgemein).

[walwal]

So wurde es im TV berichtet. Bei niedrigen Geschwindigkeiten überwiegen die Reifengeräusche, daher Flüsterasphalt und leise Reifen. Breitreifen sind laut. Die Luft wird an der Grenzfläche Reifen-Asphalt komprimiert und entweicht, das erzeugt den Lärm.