Fraunhofer entwickelt Low-Cost Schallintensitätsscanner zur Visualisierung der Schallausbreitung
Abbildung 1: Schallleistungsfluss eines Fein Multimasters. Grafik: Fraunhofer LBF.
Konventionelle Systeme zur Messung der Schallintensität bestehen aus handgeführten Sonden. Diese sind teuer und verringern zudem die Reproduzierbarkeit.
Um diese Technologie einem breiten Nutzerfeld zugänglich zu machen, wurde am Fraunhofer LBF in Darmstadt ein System zur automatisierten Messung der Schallintensität auf Basis von Low-Cost Komponenten entwickelt.
Die von Maschinen abgestrahlte Schallenergie kann durch die Schallintensität bestimmt werden. Sie wird durch das Verhältnis der gemessenen Schallschnelle zum Schalldruck berechnet. Kommerzielle Schallintensitätssonden bestehen aus hochpräzisen Mikrofonen bzw. Hitzedrahtanemometern.
Diese hochpräzisen Messsysteme, insbesondere für dreidimensionale Messungen, sind in der Anschaffung sehr teuer.
Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt befassen sich mit der Entwicklung von Low-Cost Sonden auf Basis von Elektret Mikrofonen, mit denen die Schallintensität im dreidimensionalen Raum bestimmt werden kann.
Sie konnten eine 3D-Schallintensitätssonde entwickeln, mit der die Schallintensität bis zu einer Frequenz von rund zehn Kilohertz eine vergleichbare Messgenauigkeit zu kommerziellen Sensoren aufweist.
Da es sich bei der Schallintensität um eine vektorielle Größe handelt, kann sie neben der Bestimmung der abgestrahlten Schallleistung ebenfalls verwendet werden, um die Richtcharakteristik abstrahlender Strukturen zu erfassen.
Hierzu wird auf einem dreidimensionalen Feld die Schallintensität um die Quelle herum gemessen. Um eine hinreichende Messgenauigkeit zu gewährleisten ist eine hohe Anzahl an Messpunkten erforderlich. Handgeführte Schallintensitätssonden stellen den Benutzer vor die Herausforderung, diese vielen Messpunkte sehr genau setzen zu müssen.
Die Darmstädter Spezialisten für Schwingungstechnik haben ein Portalsystem entworfen, mit dem die Positionierung der Schallintensitätssonde automatisiert durchgeführt wird. Dieses System basiert ebenfalls, wie die Schallintensitätssonde auf Low-Cost Komponenten, wodurch die Kosten des Gesamtsystems, je nach Vergleichssystem, um einen Faktor von bis 200 reduziert werden können.
Durch die Automatisierung der Schallintensitätsmessungen wird die Abtastung eines dreidimensionalen Volumens mit einer hohen Punktdichte möglich. Aus diesen Messungen lässt sich die kontinuierliche Ausbreitung des Schalls im Raum visualisieren.
Beispielhaft ist in Abbildung 1 das Ergebnis einer Schallleistungsfluss Messung eines Multimasters der Firma Fein abgebildet. Hier sind die Ausbreitungspfade der Schallenergie zu erkennen. Die Farbskala definiert hierbei die Amplitude der Schallintensität.
Hiervon ausgehend ist nun eine Optimierung der Struktur möglich, wobei ein Augenmerk auf die Beeinflussung der abgestrahlten Schallleistungsflüsse gelegt werden kann. Darüber hinaus ist die automatisierte Messung der abgestrahlten Schallleistung von Maschinen und Strukturen möglich.
http://www.lbf.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/low-cost_schallintens…
http://www.lbf.fraunhofer.de/schallintensitaetsscanner
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik
Dieser Fachbereich umfasst die Erzeugung, Übertragung und Umformung von Energie, die Effizienz von Energieerzeugung, Energieumwandlung, Energietransport und letztlich die Energienutzung.
Der innovations-report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Windenergie, Brennstoffzellen, Sonnenenergie, Erdwärme, Erdöl, Gas, Atomtechnik, Alternative Energie, Energieeinsparung, Fusionstechnologie, Wasserstofftechnik und Supraleittechnik.
Neueste Beiträge
Nanofasern befreien Wasser von gefährlichen Farbstoffen
Farbstoffe, wie sie zum Beispiel in der Textilindustrie verwendet werden, sind ein großes Umweltproblem. An der TU Wien entwickelte man nun effiziente Filter dafür – mit Hilfe von Zellulose-Abfällen. Abfall…
Entscheidender Durchbruch für die Batterieproduktion
Energie speichern und nutzen mit innovativen Schwefelkathoden. HU-Forschungsteam entwickelt Grundlagen für nachhaltige Batterietechnologie. Elektromobilität und portable elektronische Geräte wie Laptop und Handy sind ohne die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien undenkbar. Das…
Wenn Immunzellen den Körper bewegungsunfähig machen
Weltweit erste Therapie der systemischen Sklerose mit einer onkologischen Immuntherapie am LMU Klinikum München. Es ist ein durchaus spektakulärer Fall: Nach einem mehrwöchigen Behandlungszyklus mit einem immuntherapeutischen Krebsmedikament hat ein…
