Josef Suchan 28. November 2018 FH OÖ Studienbetriebs GesmbH

Transkript

1 Akustische Kamera Josef Suchan 28. November 2018 FH OÖ Studienbetriebs GesmbH

2 Licht und Schall Warum sehen wir erst den Blitz und hören den Donner später? Weil die Augen weiter vorne sind als die Ohren 2

3 Licht und Schall Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: m/s Schallgeschwindigkeit in Luft 340 m/s 3

4 Schallwelle und Audiosignal Quelle: Quelle:fluglärm-portal.de 4

5 Abstandsgesetz Schall breitet sich kugelförmig aus. Die Kugeloberfläche wird mit der Entfernung größer -> die Energie verteilt sich über eine größere Fläche. Quelle: sengpielaudio.com 5

6 Eine Schallquelle A sin(2 π f t) A Amplitude f Frequenz T Zeit 6

7 Zwei Schallquellen 7

8 Signalverlauf bei einer Schallquelle 8

9 Lokalisation durch das menschliche Ohr Hörbereich: 20 Hz bis 20 khz Laufzeit- und Pegelunterschiede zwischen den Ohren > Vierte (links, Ebenerechts) Resonanzen im Außenohr (vorn, oben, hinten, unten) Entfernung durch Klangmuster und durch das Spektrum Quelle: Wikipedia 9

10 Zwei Mikrofonpositionen 10

11 Lokalisierung von Geräuschquellen > Ortung von gegnerischen Artilleriestellungen im 1. Weltkrieg: Quelle: mashable.com Quelle: Wikipedia Quelle: slate.com > Orten von gegnerischen Bombergeschwadern (Frühwarnsystem) 11

12 Lokalisierung von Geräuschquellen Bisher Schallintensitätssonde Durch drehen der Sonde kann die Richtung, aus der der Schall kommt, ermittelt werden. 12

13 Mehrere Quellen in Phase 13

14 Mehrere Quellen in Phase 14

15 Mehrere Quellen mit geänderter Phase Wenn man ein Signal zu seinem ursprünglichen Signal um deine kurze Zeit versetzt, so spricht man von Phasenverschiebung. Quelle: delamar.de Werden mehrere Quellen mit dem selben Signal, aber mit verschiedenen Startzeiten angesteuert, so erhält man ein phasengesteuertes Feld (engl. PHASED ARRAY). Damit kann elektronisch die Abstrahlrichtung beeinflusst werden. 15

16 Mehrere Quellen, unterschiedliche Phasen 16

17 Anwendung: Radar 17

18 Kamerahersteller im deutschsprachigen Raum CAE Software & Systems (Gütersloh, NRW) gfai Dritte techebene GmbH (Berlin) Norsonic Tippkemper (Oelde, NRW) 18

19 Akustische Kamera Beamforming bzw. Delay and Sum 19

20 Zeitunterschied / Ortsunterschied Der zeitliche Abstand Δt der Signale, die an beiden Mikrofonen empfangen werden ist direkt proportional zum örtlichen Versatz des Geräuschquelle. 20

21 Akustische Kamera von CAE Software & Systems Mastertextformat Durchmesser 1000 bearbeiten mm 112 > Zweite MEMS-Mikrofone Ebene mit 24 bit Auflösung Abtastrate Dritte 48 Ebene khz Frequenzbereich 10 Hz bis 24 khz Lokalisierung: > ab <40 Hz mit dem Holographie-Verfahren > ab 250 Hz mit den Beamforming-Verfahren; darunter mit verringerter Auflösung Gewicht: ca. 3,5 kg 21

22 Akustische Kamera von CAE Software & Systems 22

23 Andere Algorithmen EigenValue Optimized Beamforming EVOB Clean SC 23

24 Andere Algorithmen (forts) Im Nahfeldbereich (10 bis 20 cm) kann die akustische Dritte Kamera Ebene als Intensitätssonde eingesetzt werden. SONAH - statistically optimized near field acoustic holography 24

25 Schalldämmung einer Wand ÖNORM EN ISO Mastertextformat Es wird das bewertete bearbeiten Schalldämm-Maß D nt,w einer Wand in der Fachhochschule Wels, Gebäude A ermittelt. Dabei Dritte handelt Ebene es sich um eine Trennwand zwischen einem Elektronik-Labor und einem Projektraum. N 25

26 Schalldämmung einer Wand Anforderungen aus OIB-Richtlinie 5 26

27 Pegel [db] Schalldämmung einer Wand Luftschallmessungen 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 Senderaum Empfangsraum Umgebungslärm Empf. Korrigiert 30,0 20,0 10,0 0,0 100 Hz 125 Hz 160 Hz 200 Hz 250 Hz 315 Hz 400 Hz 500 Hz 630 Hz 800 Hz 1 khz 1,25 khz 1,6 khz 2 khz 2,5 khz 3,15 khz Frequenz 28

28 Schalldämmung einer Wand Auswertung nach ISO 717-1!!! Die Bewertung nach ÖNORM EN ISO lautet D nt,w (C,C tr ) = 48(-2;-6) db 29

29 Schalldämmung einer Wand Auffinden der Schallbrücke

30 Schalldämmung einer Wand Auffinden der Schallbrücke - Echo

31 Live-Demonstration Android App Frequenzgenerator 32