Eine Kamera, die mit den Augen hören kann

Akustische Kamera – ein Widerspruch in sich? Nein! Denn diese Kamera kann „mit den Augen hören“. 

Sie bringt Schall und Bilder zusammen und kann digital genau berechnen, woher das Geräusch kommt. Hauni verwendet die akustische Kamera in der Entwicklung und in der Inbetriebnahme, um unvorhergesehene Lärmquellen an Maschinen und Maschinenneuentwicklungen zu analysieren und zu bewerten.  

 

Bei Produktionsmaschinen schreibt  der Gesetzgeber strenge Schallhöchstgrenzen fest. Außerdem wünschen sich Kunden immer geräuschärmere Maschinen. Eine leise Maschine schafft daher einen klaren Wettbewerbsvorteil. Wenn Maschinen jedoch bei der Montage nicht optimal justiert wurden, können sie störende Geräusche verursachen.

Oft stellt sich die Frage: Wo kommt der Lärm eigentlich her? Mit einer akustischen Kamera können Schallquellen, die den Lärm verursachen, anhand von Foto oder Video visualisiert und lokalisiert werden. Die akustische Kamera wird – wie auch eine normale Filmkamera – vor der Maschine aufgebaut. Anstatt diese aber zu filmen, messen die Sensoren die Schallwellen. Dort, wo ungewöhnliche Geräuschquellen erkennbar sind, läuft entweder die Maschine nicht „rund“ oder die Schalldämmung reicht nicht aus.

 

Echtzeitmessung mit 30 Mikrophonen

 

Die Kamera bestimmt die Schallquelle sehr genau. „Mit unseren Ohren könnten wir das nie so genau erkennen“, sagt Adam Budde, der das Thema „Akustische Kamera“ in der Entwicklung bei Hauni verantwortet. "Wir nutzen aus, dass ein Schallereignis von seinem Ausgangspunkt zu den 30 Richtmikrophonen, die wir in einem „Array“ (einer Mikrophongruppe) haben, unterschiedlich lang benötigt. Aus der verzögerten Zeit, dem sogenannten „Delay“, berechnet sich der Winkel, der wiederum den Ort der Schallquelle festlegt. In einem Video veranschaulicht die Software dann den Ort des lautesten Punktes.“
 
Im Gegensatz zur herkömmlichen Schallquellenortung über die Schallfeldkartierung, bei der in der Vergangenheit für verschiedene Zeitpunkte Einzelmessungen durchgeführt werden mussten, kann mit der akustischen Kamera die Lärmquelle schneller und in Echtzeit visualisiert werden. Anhand eines Videos können sich verändernde, zeitlich Prozesse, beispielsweise wie Hochlaufphasen oder die Ausblasprozesse einer Maschine, problemlos und schnell untersucht werden.

 

Die Kamera spart Zeit und Kosten

 

Auch bei der Weiter- und Neuentwicklung von Maschinen kommt die akustische Kamera zum Einsatz. Mit der „hörenden Kamera“ lassen sich also ehemals kostenintensive und zeitkritische Prozessuntersuchungen vergleichbar einfach durchführen.

 

Wie entstehen Geräusche?

 

Geräusche, die uns stören, bezeichnen wir als Lärm. Geräusche entstehen durch Schwingungen und breiten sich als Schallwellen in der Luft aus. Die Stärke des Schalls, welche die Lautstärke beeinflusst, kann man messen. Die Messgröße heißt Schalldruck, der angezeigte Messwert ist der Schalldruckpegel und wird in Dezibel (dB) angegeben. Das Lautstärkeempfinden eines Schallereignisses wird dabei grundsätzlich durch diesen Schalldruck und zudem durch die Frequenz bestimmt. Die Frequenz (Anzahl der Schwingungen pro Sekunde) bedingt die "Tonhöhe". Je höher die Frequenz, desto höher wird der Ton (oder das Geräusch) wahrgenommen.