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Kleiner Lauschangriff

Technik. - Kein Auto geht heute in Serie, ohne dass Akustiker den Innenraum nach allen Regeln der Hörkunst auf störende Lärmquellen abgeklopft und sie wenn möglich zum Schweigen gebracht haben. Ein neuartiger Geräuschfühler, den niederländische Forscher in Rotterdam präsentiert haben, soll diese industrielle Klangforschung deutlich erleichtern.

Von Ralf Krauter | 10.06.2009

    Auf den ersten Blick erinnert der Geräuschfühler der Firma Microflown Technologies aus dem niederländischen Zevenaar an einen Laserpointer. Doch anstelle einer Lichtquelle gucken vorn aus dem fingerdicken Metallzylinder zwei streichholzgroße Stifte heraus. Auf der Spitze des bronzefarbenen sitzt ein Halbleitersensor, der den Schalldruck misst, ganz ähnlich wie jedes handelsübliche Mikrofon. Der silberne Stift daneben hat es aber in sich. Zwei haarfeine Heizdrähte an seiner Spitze messen, wie schnell die Luft daran vorbei strömt und aus welcher Richtung sie kommt, und liefern so wertvolle Informationen, die gängige Schallsensoren nicht bieten, erklärt Alex Koers, der Geschäftsführer von Microflown Technologies:

    "Wir messen letztendlich die Temperaturdifferenz von den beiden Drähten. Sie können sich vorstellen: Wenn man so eine Anströmung hat, entsteht Wärmeübertrag zwischen den beiden Drähten. Der erste Draht kühlt ab, die Luft wird ein wenig wärmer und der zweite Draht kühlt ab. Wenn ich jetzt den Wandler drehe, 180 Grad, ist es genau umgekehrt. Das Signal ändert sich dann auch. Das ist eine komplette Richtungsempfindlichkeit, breitbandig."

    Die Messfühler aus dem Mikrolabor verraten also nicht nur, wie laut ein Geräusch ist, sondern auch wo sich die Schallquelle befindet. Um das mit herkömmlichen Sensoren herauszufinden, muss man mindestens zwei davon zusammenschalten und die Laufzeitunterschiede messen - wofür uns die Natur mit zwei Ohren gesegnet hat.

    Lärmquellen mit einem einzigen Sensor orten zu können, ist einer der Vorteile des pfiffigen Tandemsensors. Die Kombination seiner simultanen Messwerte für Schalldruck und Luftströmung erlaubt außerdem, die Schallintensität einer Lärmquelle direkt zu messen. Und zwar unabhängig von Hintergrundgeräuschen und reflektierenden Flächen in ihrer Umgebung. Für die akustische Innenraumoptimierung von Autos ein entscheidendes Plus, betont Alex Koers. Denn das üblicherweise nötige Abkleben der Scheiben mit schallabsorbierendem Schaumstoff wird damit überflüssig.

    "Der wesentliche Vorteil unserer Sensorik besteht darin, dass wir in einem Wagen, ohne dass man diese Räumlichkeit schalltot machen muss, in der Lage sind, die Schallquellen zu orten, die den Schalldruck an den Ohren bestimmen. Wir sind in der Lage, das während einer Fahrt zu analysieren. Das kann keine andere Technologie, da sind wir einzigartig."

    Die Auto-Akustiker sparen dadurch Zeit. Und dank freier Sicht durch die Scheiben können sie Lärmquellen nicht nur auf dem Rollstand aufspüren, sondern auch während einer Testfahrt. Kein Wunder, dass inzwischen viele Autobauer Microflown-Lauschtechnik einsetzen. Auch die Innenräume von Hubschraubern und vom Nachfolger des französischen Schnellzugs TGV haben die Niederländer bereits belauscht.

    "Unsere Sensoren werden benutzt für Produktentwicklung. Damit man Produkte leiser machen kann. Aber die werden auch benutzt für Endkontrolle in einer Fertigung. Wir sind in der Lage, die Produkte abzuhören, sozusagen, auch mit Hintergrundgeräuschen. Mit einem herkömmlichen Schalldruckmikrofon wäre so was nicht möglich."

    Neben der Analyse des akustischen Nahraumes, die beim Sounddesign von Produkten wichtig ist, können die richtungsempfindlichen Strömungsfühler aus Holland aber auch in die Ferne lauschen. Und das macht sie fürs Militär interessant. Indien hat bereits einige der Messfühler an der Grenze zu Pakistan installiert. Aus der Kombination ihrer Daten kann ein Computer die Flugrouten hinter dem Horizont verborgener Hubschrauber errechnen, die nur hör- aber nicht sichtbar sind.

    Details zur Präzision der akustischen Fernortung darf Alex Koers nicht verraten. Nur soviel: Mit Fördergeldern von EU und in Kooperation mit der Nato lote man derzeit weitere Anwendungen aus. Geräuschbasierte Kollisionswarnsysteme für unbemannte Flugzeuge wären eine Option. Die rasche Lokalisierung feindlicher Soldaten eine andere.

    "In einer Kriegszone zum Beispiel, wenn man versucht, Scharfschützen irgendwie zu lokalisieren oder unter Angriff steht. Dann brauchen zwei Soldaten schon recht gute Informationen, woher überhaupt der Angriff kommt. Und da ist unser Konzept von Vektorsensoren sehr leistungsfähig. Aber das ist wirklich auch für uns Neuland."