1 Einsatzmöglichkeiten eines Schallortungssystems Prof. Dr. Jürgen Göken Fachbereich Seefahrt Leer, Hochschule Emden/Leer, 26789 Leer ForschungsEXPO, 27.10.2011, Hochschule Emden/Leer 2 Fachbereich Seefahrt Leer Fachbereich Seefahrt Leer Maritimes Kompetenzzentrum (MARIKO) 1
Geografische Lage 3 Leer Quelle: http://1.bp.blogspot.com/_hxpmsio9obs/r8w07zgbixi/aaaaaaaaae4/l2yap2qjzzg/s400/germany+map.gif 4 Leer: Mittelpunkt des nach Hamburg größten maritimen Reedereistandortes (mehr als 155 Jahre lange Tradition im nautischen/maritimen Sektor) Fachbereich Seefahrt Leer 2
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7 Forderung der Spezialisierung im Bereich der maritimen Wirtschaft und Wissenschaft 8 Quelle: www.hartmann-offshore.com/flotte.php?l=de Quelle: www.schiffbilder.de/name/einzelbild/number/10594/kategorie/ unternehmen~deutschland~hartmann-reederei-leer.html Quelle: www.schiffbilder.de/name/einzelbild/number/13185/kategorie/ unternehmen~deutschland~hartmann-reederei-leer.html Physikalische Materialcharakterisierung ist notwendig! 4
9 Messaufbau des Schallortungssystems 10 Mikrofonarray mit eingebauter Digitalkamera Messdatenerfassungssystem und PC mit Software zur Verarbeitung der Daten Der auf die Mikrofone treffende Schall wird synchron aufgezeichnet. Lage und Stärke der Schallquellen werden ermittelt und farbcodiert dargestellt. 5
Fokussierung auf eine Schallquelle 11 synchrone Messung des Schalldrucks Verschieben um die Laufzeitunterschiede vom Fokuspunkt Summation aller Signale Schallquelle Mikrofonarray Summation führt zu starkem Signal Fokussierung neben einer Schallquelle 12 synchrone Messung des Schalldrucks Verschieben um die Laufzeitunterschiede vom Fokuspunkt Summation aller Signale Schallquelle Mikrofonarray Summation führt zu schwachem Signal 6
Abtasten der Auswertefläche 13 Abtasten der Auswertefläche 14 Ermittlung der Stärke des ankommenden Schalls in Abhängigkeit vom Ort. Ergebnisse werden als Farbverlauf transparent über das Digitalbild gelegt. Hohe Werte (große Lautstärke) werden rot dargestellt, niedrige Werte (geringe Lautstärke) blau. 7
Mikrofonanordnung 1kH khz, Abstand d3 m Spirale, 48 Mik., D=3 m Linear, 2 D, 49 Mik., D=3 m Ring, 48 Mik., D=0,75 m Stern, 36 Mik., D=3 m 15 Für niedrige Frequenzen ist ein großes Array sinnvoll. Geringe räumliche Auflösung bei Ringarray. Sternförmige Anordnung führt schon bei niedrigen Frequenzen zu starken Scheinquellen. Spiralförmige Anordnung und regelmäßige Anordnung liefern beste geometrische Auflösung. Mikrofonanordnung 4kH khz, Abstand d3 m Spirale, 48 Mik., D=3 m Linear, 2 D, 49 Mik., D=3 m Ring, 48 Mik., D=0,75 m Stern, 36 Mik., D=3 m 16 Auch bei noch höheren Frequenzen sorgt die unregelmäßige Anordnung der Spirale für eine nachweisbare Unterdrückung der Scheinquellen. 8
Hardware (Bspl.: Standard-Array) 17 einfacher Transport erweiterter Einsatz möglich Trennschärfe 18 9
Software 19 Auswahl des Zeit-Frequenz- Bereiches 20 10
Lärmmessung: Pilotanlage einer intelligenten und schnellen Brandbekämpfung mit Schadensabwendung, Firma Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen 21 deutliche Abschirmung der von einem Feuer ausgehenden Wärmestrahlung rapide Kühlung: Erhalt der Flucht- und Rettungswege große Oberfläche der feinen Wassernebeltröpfchen sofortiges Binden der Rußpartikel und Niederschlagen wasserlöslicher Rauchgasbestandteile Folgerungen: geringster Wasserverbrauch hohe Energieeffizienz geringe Installationskosten durch einfache Installation und geringe Rohrquerschnitte geringe Wasserbevorratung Quelle: Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen Lärmmessung: Pilotanlage einer intelligenten und schnellen Brandbekämpfung mit Schadensabwendung, Firma Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen 22 größtmöglicher Personen-, Tier- und Sachschutz minimaler Wassereinsatz sehr geringe Wasserbevorratung geringste Löschwasserschäden im Vergleich zu Sprinkleranlagen sehr kostengünstig Vollschutz von gesamten Objekten keine Wasserschäden bei Rangierunfällen einfachste Montage auch in Dachschrägen einsetzbar bestehende Wasserleitungen können verwendet werden Quelle: Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen 11
Lärmmessung: Pilotanlage einer intelligenten und schnellen Brandbekämpfung mit Schadensabwendung, Firma Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen 23 Lärmmessung: Pilotanlage einer intelligenten und schnellen Brandbekämpfung mit Schadensabwendung, Firma Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen 24 12
Lärmmessung: Pilotanlage einer intelligenten und schnellen Brandbekämpfung mit Schadensabwendung, Firma Phoenix Fire Protect Development GmbH & Co. KG, 49685 Emstek-Halen 25 Lärmmessung: Emder Windkraftanlage 26 13
Lärmmessung: Projekttätigkeit 27 North Sea Supply Connect (NSSC) Das Projekt zielt darauf ab, die Nachteile der geographisch begrenzten Wirtschaftsräume im Nordseeraum und Zutrittsschranken zu europäischen Zulieferermärkten durch den Aufbau interregionaler Zulieferernetzwerke, unterstützt durch KMU-orientierte Aktivitäten, abzubauen. Thematische Schwerpunkte liegen in den Clustern Maritime Wirtschaft, Energie sowie Gesundheits- und Ernährungswirtschaft. Ziel ist der Aufbau von drei interregionalen Cluster Managements. Lärmmessung: Projekttätigkeit 28 14
29 Potential 30 Messsystem zur Lärmreduktion Lokalisierung von Geräuschquellen und Reflexionsflächen Frequenzanalyse Schallvisualisierung einfach zu verstehende Darstellung zeitnahe Analyse gesamtes Objekt analysierbar Nah- und Fernfeldmessungen möglich Qualitätssicherung (zerstörungsfrei und berührungslos) kurze Auf- und Abbauzeiten kostensparendes Verfahren 15
31 Schallquellenortung - Schallquellenanalyse Schallquellenkartierung Sounddesign 32 akustische Analyse von Apparaten, Maschinen und Anlagen Entwicklung von Konzepten zum Lärmschutz. gezielte Materialsubstitution infolge akustischer Messungen von Bauteilen Quelle:www.auto-medienportal.net/ artikel/detail/11048/ Quelle:view.stern.de/de/picture/1129134/wind-Windrad-energie-windig- Windkraftanlage-Energiegewinnung-Energieversorger-510x510.jpg Quelle: www.leifiphysik.de/web_ph07_g8/umwelt_technik/09dyn_auftrieb/schiffsschraube.jpg Quelle: www.qm-infocenter.de/qm/bs/download_bpic.asp?pic=607 16
Ziel Kooperation im Team! 33 DAHER: Können Sie unsere Hilfe/Kompetenz gebrauchen? Quelle: www.herzo-agenda21.de/_images/haende.jpg 34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Göken Hochschule Emden/Leer Fachbereich Seefahrt Leer Bergmannstr. 36 26789 Leer Tel.: +49 491 92817 5021 Fax: +49 491 92817 5011 E-Mail: juergen.goeken@hs-emden-leer.de 17