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Über dieses Buch

Die Frage nach Messmethoden und Messmitteln in Physik und Technik stellt sich auch in der ingenieurwissenschaftlichen Disziplin der Akustik. Das Buch will diese Lücke schließen und stellt die akustischen Messverfahren und die zugehörige Messtechnik in den Vordergrund der Betrachtung. Weitere gute Gründe kommen hinzu: längst ist z. B. der Lärm als Umweltgift identifiziert Das macht die Festlegung von Grenzwerten für Immissionen, Emissionen und für das akustische Rückhaltevermögen von Bauteilen, wie Türen, Fenster, Decken, Schalldämpfer und vieles andere mehr erforderlich. Eine jeweils dem Zweck angemessene Messung muss zweifelsfrei über Einhaltung oder Überschreitung von Grenzen Auskunft geben können. Der mit Akustik befasste Ingenieur wird seine Prognosen und Maßnahmen u. a. auf Messungen stützen bzw. den Erfolg oder Misserfolg von Planungen durch Messung nachweisen. Schließlich muss sich auch die Forschung stets auf geeignet gewählte Messungen stützen können, um glaubwürdig und nachvollziehbar zu sein.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Wandler für Luftschallmessungen

Zusammenfassung
Von den in milliardenfach im Einsatz befindlichen akusto-elektrischen Wandlern für Luftschall wird nur ein sehr kleiner Teil für Messungen im engeren Sinne eingesetzt. Die weitaus größte Anzahl dient der Umsetzung von Sprache oder Musik in elektrische Signale, sei es für Telefonzwecke, zur Beschallung größerer Auditorien oder zur Speicherung für spätere Wiedergabe oder Bearbeitung. Obwohl die dafür überwiegend verwendeten Mikrofone nicht den strengen Anforderungen für Normalien oder für andere als akustische Messaufnehmer genormte Erzeugnisse genügen, ko¨nnen sie zumindest für Ü berwachungen und a¨hnliche Zwecke auch im messtechnischen Sinne eingesetzt werden.
Erhard Werner

Kapitel 2. Schallpegelmesstechnik und ihre Anwendung

Zusammenfassung
Die Hauptaufgabe der akustischen Messtechnik im Immissionsschutz besteht in der Ermittlung einer repräsentativen Lärmbelastung an einem Einwirkungsort, z.B. einem Arbeitsplatz oder einem Wohnraum. Ziel dabei ist, eine komplizierte Geräuschsituation in möglichst einfachen Kenngrößen abzubilden. Solche Kenngrößen müssen Aussagen über Störwirkung und Zumutbarkeit des Lärms ermöglichen
Joachim Feldmann

Kapitel 3. Einmessung und Verifizierung raumakustischer Gegebenheiten und von Beschallungsanlagen

Zusammenfassung
In den folgenden Abschnitten werden die Besonderheiten der Messtechnik für raumakustische und beschallungstechnische Anwendungen zusammengestellt.
Wolfgang Ahnert, Stefan Feistel

Kapitel 4. Bauakustische Messungen

Zusammenfassung
Da die bauakustische Messtechnik sich in vielen Fällen auf Methoden stützt, die an anderer Stelle in diesem Buch detailliert erläutert wurden, kann in diesem Kapitel auf manche Darstellungen verzichtet werden. Dies betrifft insbesondere grundlegende Ausführungen zu Verfahren und Messgeräten bei der Luftschallmesstechnik (Kapitel 1, 2 und 3), bei der Körperschallmesstechnik (Kapitel 7), die Messung der Schallleistung (Kapitel 5) sowie die Signalverarbeitung (Kapitel 9).
Heinz-Martin Fischer

Kapitel 5. Messung der Schallleistung

Zusammenfassung
Wie bei anderen technischen Disziplinen (z.B. in der Lichttechnik) wird auch in der Technischen Akustik die quantifizierende Beschreibung von Quellen anhand der von ihnen emittierten Leistung vorgenommen. Ist diese quellbeschreibende Größe bekannt, dann lässt sich bei bekannter akustischer Umgebung (z.B. im Freien oder in einem Raum mit gewissen akustischen Eigenschaften wie der Nachhallzeit) der dort herrschende Schalldruckpegel bestimmen, wobei manchmal noch Zusatzinformationen wie die Richtungsverteilung der Quelle erforderlich sein können.
Michael Möser

Kapitel 6. Akustische Antennen

Zusammenfassung
Akustische Antennen werden zur Ortung von Schallquellen eingesetzt. Unter einer ‘Akustischen Antenne’ wird hier eine aus einer Vielzahl von örtlich verteilten Mess-Mikrofonen bestehende Anordnung (Mikrofon-Array) verstanden, deren Signale mit speziellen digitalen Verfahren zur Schwenkung der Richtcharakteristik (Beamforming) ausgewertet werden. Im Englischen spricht man von ‘phased microphone array’. Weitere Bezeichnungen sind ‘Akustisches Teleskop’ und ‘Akustische Kamera’.
Ulf Michel, Michael Möser

Kapitel 7. Körperschall-Messtechnik

Zusammenfassung
„Körperschall“ ist dasjenige Gebiet der Akustik, das sich mit der Anregung und Übertragung von Festkörperschwingungen im Hörfrequenzbereich beschäftigt.
Joachim Feldmann

Kapitel 8. Modalanalyse

Zusammenfassung
Ein wichtiges Gebiet der akustischen Messtechnik ist die Analyse von schwingenden Strukturen. Strukturschwingungen treten in vielen Bereichen des täglichen Lebens auf, z. B. in Autos oder bei Haushaltsgeräten, aber auch an vielen anderen Stellen (Spannbrücken, Turbinenschaufeln). Diese Schwingungen werden auch Körperschall genannt. Dabei ist es wichtig, dass die Stabilität der Strukturen bei normalem Betrieb nicht durch die Schwingungen beeinträchtigt wird. Allerdings kann es trotz ausreichender Stabilität zu unerwünschten Effekten, wie Fehlfunktionen oder Schallabstrahlung, kommen. Der abgestrahlte Schall wird oft als störend oder belästigend empfunden.
Judith Kokavecz

Kapitel 9. Digitale Signalverarbeitung in der Messtechnik

Zusammenfassung
Wie in allen Bereichen der Technik ist es heute auch in der Akustik so, dass praktisch alle Messgeräte rechnergestützt sind. Der Digitalrechner kann in unterschiedlichen Konfigurationen zum Einsatz kommen. Eine akustische Messapparatur kann in Form von PC-ferngesteuerter Hardware realisiert werden oder in Form von integrierten Lösungen mit speziellem Speicher und Prozessor. Bei vielen Anwendungen kommt die Notwendigkeit der Eichfähigkeit und Eichung hinzu, die spezielle Anforderungen an die Hardware stellt.
Michael Vorländer

Kapitel 10. Messung von Schallabsorption und Luftschall-Impedanz

Zusammenfassung
Eines der wichtigsten Tätigkeitsfelder für Akustiker betrifft zweifellos das Gebiet der Raumakustik. Ob das Ziel dabei in einer möglichst hohen Pegel-Verringerung in der „lauten“ Umgebung in einem Zweckraum (wie einer Fabrikhalle) besteht, oder ob es mehr um die Nachhall-Regulierung für eine gewisse Raum-Nutzung geht (z.B. für die Darbietung von Schauspiel, Oper oder Konzert): In allen Fällen bildet die Auskleidung von Raum-Begrenzungsflächen mit Schall-absorbierenden Materialien und Wandaufbauten das wichtigste Mittel zur gezielten Herstellung einer erwünschten Raumakustik. Auch bei einigen anderen Aufgaben der Lärmbekämpfung wird versucht, die aus anderen Gründen notwendigen baulichen Einrichtungen möglichst absorbierend oder hoch-absorbierend auszustatten. Das ist z.B. der Fall bei Schallschutzwänden an Straßen oder Schienenwegen. Durch absorbierende Belegung können ungünstige, die Wirkung beeinträchtigende Vielfachreflexionen zwischen parallelen Wänden oder zwischen Wand und Fahrzeug vermieden werden.
Michael Möser

Kapitel 11. Psychoakustische Messtechnik

Zusammenfassung
Die Messung und Beurteilung von Schallpegeln erfolgt heute überwiegend auf der Grundlage des A-bewerteten Schalldruckpegels. Diese A-Bewertung ist nach dem 2. Weltkrieg als international bevorzugte Frequenzbewertung standardisiert worden, um Schallpegelmessungen in unterschiedlichen Ländern zu vereinheitlichen. Mit der A-Bewertung wurde ein erster Schritt unternommen, bei der Messung von Schall das menschliche Hören nachzubilden. Die Internationale Organisation für Normung (ISO) war sich jedoch durchaus bewusst, dass eine A-bewertete Schallpegelmessung nicht in jeder Hinsicht einer gehörgerechten Schallfeldanalyse entspricht. Seinerzeit waren weder der technologische Stand noch die wissenschaftlichen Erkenntnisse vorhanden, eine Schallmesstechnik zu standardisieren, die einer Schallfeldanalyse durch das menschliche Gehör vergleichbar wäre. Heute hat sich der wissenschaftliche Kenntnisstand wesentlich verbessert, und die technische Umsetzung psychoakustischer Erkenntnisse stellt im Zeitalter der Digitaltechnik keine größeren Probleme mehr dar.
Christian Maschke, André Jakob

Kapitel 12. Messungen in Strömungen

Zusammenfassung
In vielen technischen Prozessen spielen bewegte Medien, Strömungen, eine wichtige oder die entscheidende Rolle, und fast immer stellt das von den Strömungsvorg ängen erzeugte Geräusch ein gravierendes Problem dar. Es besteht also die Notwendigkeit, sich mit diesen strömungserregten Schallquellen zu befassen, ihre Geräuschemission messtechnisch zu erfassen, die abgestrahlte Schallleistung zu bestimmen, die der Entstehung zugrunde liegenden Mechanismen zu erforschen und zu beeinflussen mit dem Ziel, am Ende eine niedrigere Geräuschbelastung für die in der Umgebung der Quelle lebenden oder tätigen Menschen zu erreichen.
Wolfgang Neise

Backmatter

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