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SENDETERMIN Do, 6.11.2014 | 22:00 Uhr | SWR Fernsehen

Technik Akustische Kamera

SWR odysso zeigt am Beispiel Verkehrslärm, wie Ingenieure störende Geräuschquellen aufspüren und wie sich überprüfen lässt, ob Lärmschutzmaßnahmen zum Erfolg geführt haben.

Akustische Kamera aus Adlershof "sieht" Lärm

Geräusche sind überall. Sie dienen unserer Orientierung, warnen uns vor Gefahren. Doch Geräusche können auch äußerst lästig sein und unsere Gesundheit beeinträchtigen.

In der Physik versteht man unter Geräuschen chaotische Schwingungen von Luftmolekülen, wie sie zum Beispiel von Motoren oder rollenden Reifen hervorgerufen werden. Es handelt sich um ein Gemisch unterschiedlichster Frequenzen. Meist nehmen wir Geräusche nicht bewusst wahr. Mit den beiden Ohren können wir zwar leidlich räumlich hören, doch um Lärmquellen genauer auf die Spur zu kommen und sie auch optisch sichtbar zu machen, bedarf es feinerer Messgeräte. Ingenieure der Gesellschaft für angewandte Informatik haben deshalb eine akustische Kamera entwickelt, die mit einer Vielzahl von Richtmikrofonen die Geräusche registriert und mit einer Videokamera die entsprechende Szene aufnimmt.

Verkehrslärm in Berlin

Auf einem Trip durch Berlin nehmen die Ingenieure Dirk Döbler und Gunnar Heilmann mit einer solchen akustischen Kamera die vielfältigen Geräuschquellen der Großstadt genauer unter die Lupe nehmen. 48 Mikrofone registrieren den Schall. Daraus errechnet ein Programm Hörbilder. Blau zeigt die leiseren, gelb und rot die lauteren Geräusche. Durch die Kombination mit den Videoaufnahmen lassen sich die Lärmquellen äußerst präzise orten. Da wären unsere Ohren im Gewusel des Verkehrs schlicht überfordert.

An einer viel befahrenen Kreuzung sieht man direkt, wer den meisten Krach verursacht: Lärmende Automotoren und laut rollende Reifen, auch der Straßenbelag spielt eine Rolle. Für Konstrukteure wichtige Hinweise bei welchen Fahrzeugen der Schallschutz noch erheblich verbessert werden könnte.

Straßenbahnen unter die Lupe genommen

Durchdringende quietschende Schienengeräusche können für Leute, die an Straßenbahnlinien wohnen, zur Qual werden. Besonders nachts wird der Schlaf dadurch gestört. Die "Lärmdetektive" postieren die akustische Kamera an einer stark befahrenen Kreuzung und messen, wie laut die Straßenbahn in der Kurve ist.

Bild einer akustischen Kamera.

Grafisch dargestellter Lärm einer Straßenbahn

Es zeigt sich: der Geräuschpegel hält sich in Grenzen. Im Vergleich zu früher ist er deutlich gesunken. Ingenieur Gunnar Heilmann führt das darauf zurück, dass die Gleise erneuert wurden und die Radreifen besser gewartet sind. Durch eine effizientere akustisch isolierende Verkleidung und Dämpfungselemente könnte man Straßenbahnen noch wesentlich leiser machen.

Akustik-Design bei Autos

Auch Automobilhersteller nutzen die akustische Kamera zur Optimierung ihrer Produkte. Damit kommt man lästigen Klack- und Knarzgeräuschen schnell auf die Spur. Gunnar Heilmann erläutert während einer Messfahrt im Auto: "Ein Auto der Premiumklasse soll natürlich angenehm klingen. Da geht es nicht nur um den Geräuschpegel, sondern auch wie es klingt. Klick- oder hohe Pfeifgeräusche werden als lästig empfunden. Mit der akustischen Kamera lassen sich die Störquellen ausfindig machen und so modifizieren, dass sie gut klingen."

Auf einem dreidimensionalen Bild des Fahrzeuginnenraums wird sichtbar, wo beispielsweise Windgeräusche besonders stark hörbar sind.

Kontrolle von Lärmschutzmaßnahmen

Mit der akustischen Kamera ist es auch möglich, auffällige oder störende Geräusche im Motorraum zu lokalisieren. Man muss nicht - wie bisher - zeitaufwändig viele Sensoren installieren, um fehlerhafte Aggregate ausfindig zu machen. Ein Ring aus 50 Mikrofonen liefert einen exakten akustischen "Fingerabdruck" des Motors - und zwar millimetergenau.
Aufnahmen eines Diesel-Pkw zeigen: Die Schallschutzhaube im Motorraum dämpft besonders die unangenehmen hohen Frequenzen.

Verkehrslärm ist noch immer eine oft unterschätzte Gesundheitsgefährdung. Mit Hilfe der akustischen Kamera lassen sich Geräuschquellen wesentlich genauer als bisher identifizieren, um gezielter Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

aus der Sendung vom

Do, 6.11.2014 | 22:00 Uhr

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Donnerstags um 22.00 Uhr im SWR Fernsehen.