Schall

Bestimmung der effektiven Hydrophongröße für Frequenzen von 1 MHz bis 50 MHz nach neuer Norm IEC 62127-3:2022

Die Bestimmung der effektiven Größe von Hydrophonen ist wichtig für deren Kalibrierung und Anwendung. Die unter PTB-Beteiligung überarbeitete Norm enthält einige Neuerungen, die zeitnah am vorhandenen Messplatz umgesetzt wurden. Die Charakterisierung kann nun für Frequenzen von 1 MHz bis 50 MHz sehr effektiv erfolgen [1] und unterstützt so die Kalibrierdienstleistungen der AG 1.62 „Ultraschall“ und deren Nutzer.-mehr...

Primärkalibrierung für Mikrofone im Infraschallbereich

Für die Messung von Infraschall fehlt bisher eine verlässliche Infrastruktur für die Rückführung von Messgeräten und Sensoren. Als wichtiger Entwicklungsschritt dazu wurde jetzt im Fachbereich 1.6 Schall ein neuartiger Primärmessplatz für Infraschall aufgebaut, der die Abnahme des Umgebungsluftdrucks mit der Höhe als Anregungssignal nutzt. -mehr...

Bewertung der Antwortzeiten von Versuchspersonen bei der automatisierten Bestimmung von Bezugshörschwellen

Für eine Kalibrierung von Audiometern werden Bezugshörschwellen benötigt. Ihre Bestimmung findet anhand genormter Verfahren für eine repräsentative, hörgesunde Versuchspersonengruppe statt. Häufig, auch an der PTB, werden diese Daten mittels automatisierter Messprozeduren erhoben. Hierfür wurde die Bewertung der Antwortzeiten der Versuchspersonen durch die verwendeten Algorithmen hinsichtlich ihres Einflusses auf die gemessenen Hörschwellen und die Versuchsdauer untersucht. - mehr...

Ultraschalllärm direkt an der Person gemessen - ein von der PTB entwickeltes Gerät kann zur genaueren Erfassung der Luftultraschallbelastung beitragen

Ein im Fachbereich 1.6 neu entwickeltes Hochfrequenzpersonenschallexposimeter (High-Frequency and Ultrasound Personal Exposimeter, kurz HiFUSPEx) hat die Messfähigkeiten eines „echten“ Schallpegelmessers, kann aber als vollständig tragbares Gerät die individuelle Ultraschalllärmbelastung einer Person erfassen. - mehr...

Sekundärkalibrierung für Mikrofone und Schallpegelmesser im Infraschallfrequenzbereich

Ein wichtiges Element der Kalibrierinfrastruktur für die Sicherung der Rückführung von Schallmessungen ist eine sekundäre Kalibrierung, die Ergebnisse aus gut ausgerüsteten Kalibrierlaboratorien in den praktischen Anwendungsbereich übertragen kann. In der PTB wurde ein röhrenförmiges Beschallungsgefäß entwickelt, das diese Übertragung für Schallfrequenzen im Luftinfraschallbereich realisieren kann. - mehr...

Infra-AUV - ein europäisches Projekt zu Infraschall und Seismik

Am 1. September 2020 startete offiziell das Projekt 19ENV03 Infra-AUV, das im Rahmen des EMPIR Forschungsrahmenprogrammes an der Verbesserung der Qualität und Genauigkeit von Messungen in Akustik und Seismik bei sehr tiefen Frequenzen forschen wird. - mehr...

Erweiterung des Dienstleistungsangebots für die Kalibrierung von Ultraschall-Hydrophonen 

Der Aufbau eines neuen Messplatzes zur Hydrophonkalibrierung wurde durch einen umfangreichen Vergleich mit weiteren an der PTB verfügbaren Messplätzen abgeschlossen. Nach Publikation der Ergebnisse und einem internen Audit können nun Hydrophonkalibrierungen bis 100 MHz als Dienstleistung angeboten werden. Erstmals werden auch Resultate von primären Kalibrierungen für Kunden zur Verfügung gestellt. - mehr...

Schall zum Anfassen - Experimentelle Charakterisierung hochintensiver fokussierter Luftultraschallfelder 

Hochintensiver fokussierter Luftultraschall kann eine haptische Empfindung im Raum erzeugen und ermöglicht es dadurch, per Schall in die Luft projizierte Objekte zu spüren und aktive Reaktionen, z. B. das Drücken eines Knopfes zu registrieren. Diese Technologie birgt allerdings auch mögliche Gesundheitsrisiken für den Benutzer durch die notwendigen hohen Schalldrücke. In einer... - mehr...

Ultraschallsignale durch Entfaltung korrigieren und gleichzeitig Messunsicherheiten ermitteln

Ein interaktives Softwarepaket wurde entwickelt, mit dem in Form eines Tutorials die Nutzung der Methode der Entfaltung zur nachträglichen Korrektur von gemessenen Ultraschallsignalen an exemplarischen Messdaten gezeigt wird und das auch zur Auswertung eigener Messdaten genutzt werden kann [1]. Das Verfahren der Signalentfaltung soll damit einem breiteren Anwenderkreis zugänglich gemacht werden... - mehr...

Detektionsschwellen von Infraschall-Tonkomplexen

Die steigende Anzahl an Infraschallquellen (Infraschall: Frequenzen unter 20 Hz) in unserer Umwelt hat zur Folge, dass die Infraschall-Exposition zunehmend im gesellschaftlichen Interesse steht. Die PTB hat sich zusammen mit der Abteilung für Experimentelle Audiologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Projekt „Infraschall und seine Bedeutung für den Hörschall“ mit der Frage auseinandergesetzt, wie Infraschall vom Menschen mit dem Gehör wahrgenommen wird. - mehr...

Open Science bei der Entwicklung eines Messverfahrens für den Arbeitsschutz

Bei der Entwicklung eines Messverfahrens zur Bestimmung der Luftultraschallexposition am Arbeitsplatz verfolgt die PTB eine Open-Science-Strategie um Forschungsdaten und -ergebnisse der Öffentlichkeit frei zugänglich zu machen. Dadurch werden Entwicklung und Erprobung des für den Arbeitsschutz konzipierten Verfahrens transparent und nachvollziehbar. Darüber hinaus ergeben sich neue Möglichkeiten einen Mehrwert durch die Nachnutzung der Datensätze zu schaffen. - mehr...

Schallquellensystem zur Untersuchung der Wahrnehmung von Infraschall in Kombination mit Hörschall

Im Rahmen des EU-Verbundprojektes „Ears II“ (EMPIR, Projekt Nr. 15HLT03) sollten an der PTB Hörversuche durchgeführt werden, um die menschliche Wahrnehmung von Infraschall (Frequenzen f unterhalb von 20 Hz) in Kombination mit Schall im „klassischen“ Hörfrequenzbereich (kurz: „Hörschall“, Frequenzbereich 20 Hz ≤ f ≤ 20 kHz) zu untersuchen. Als erster Schritt wurde dazu ein Schallquellensystem entwickelt, mit dem Infraschall und Hörschall dem Gehörgang zugeführt werden kann. Eine Herausforderung bei der Entwicklung war es, dass im Infraschallbereich sehr hohe Schalldruckpegel benötigt werden, damit dieser für den Menschen wahrnehmbar ist, aber gleichzeitig keine hörbaren Verzerrungen entstehen dürfen. - mehr...

Richtcharakteristik von Messmikrofonen für hochfrequente Lärmmessungen

Bei Lärmmessungen wird in der Regel davon ausgegangen, dass die Richtungsabhängigkeit des verwendeten Mikrofons vernachlässigt werden kann. Dies gilt dann, wenn das Mikrofon deutlich kleiner als die Wellenlänge des untersuchten Schalls ist. Im Ultraschallbereich ist diese Bedingung meistens nicht erfüllt. - mehr...

Bezugsdaten für einen neuen Audiometriekopfhörer

Für den neu entwickelten ohrumschließenden (circumauralen) Audiometriekopfhörer RadioEar DD65v2 wurden Bezugshörschwellen für die Reinton-Audiometrie und Freifeld-Entzerrungsdaten zur Anwendung in der Sprachaudiometrie bestimmt. Bezugshörschwellen sind in der ISO-Normenreihe 389 „Acoustics – Reference zero for the calibration of audiometric equipment“ festgelegt. Für die Tonaudiometrie wurden die Bezugshörschwellen mit Sinussignalen festgelegter Frequenz zwischen 125 Hz und 8 kHz an 25 ohrgesunden männlichen und weiblichen Versuchspersonen im Alter zwischen 18 und 25 Jahren ermittelt.  - mehr...

Ein Messverfahren zur Bestimmung der Luftultraschallexposition am Arbeitsplatz

Im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Ears II wird ein Messverfahren für Luftultraschall entwickelt. Mithilfe des für den Arbeitsschutz konzipierten Verfahrens soll die Exposition von Beschäftigten durch luftgeleiteten Ultraschall am Arbeitsplatz verlässlich bestimmt werden. Entscheidende Erkenntnisse bei der Entwicklung lieferten räumlich hochaufgelöste Schallfeldscans an einem Referenzarbeitsplatz in der PTB. - mehr...

BISTI – Binaurale Erweiterung des Speech Transmission Index (STI)

Die Übertragungsqualität von Beschallungsanlagen wird häufig mit dem Speech-Transmission-Index (STI) bewertet, welcher ihre Modulationsübertragung erfasst. Für Notfall-Sprachdurchsagen fordern die Richtlinien einen Mindestwert des STI von 0,5. Die STI-Messung erfolgt üblicherweise mit einem einfachen Messmikrofon. Aus der Praxis ist bekannt, dass dabei die erzielte reale Sprachverständlichkeit in räumlich komplexen Situationen oftmals unterschätzt wird, da weder Kopfabschattung noch Zeitverarbeitung des binaural arbeitenden menschlichen Gehörs berücksichtigt werden. Zur Verbesserung der Einschätzung der mit Beschallungsanlagen in solchen Hörsituationen erreichbaren Sprachverständlichkeit wurde im Rahmen einer durch die AiF im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand geförderten Kooperationsprojektes mit TAC - Technische Akustik,  Grevenbroich, ein binauraler STI (BISTI) entwickelt. - mehr...

Hydrophonkalibrierung in einem erweiterten Frequenzbereich

Neuartiger Messplatz erlaubt die gleichzeitige Kalibrierung von Amplitude und Phase bis 100 MHz
Hydrophone werden zur Messung des Schallwechseldrucks von Ultraschallsignalen in Wasser eingesetzt. Sie werden besonders im Bereich der Medizintechnik benötigt, um die Schallfelder von diagnostischen und therapeutischen Ultraschallgeräten zu charakterisieren. Insbesondere bei Messungen, die durch gesetzliche Regelungen, wie dem Medizinproduktegesetz zum Schutze des Patienten, gefordert oder durch internationale Normen festgelegt sind, wird die Verwendung kalibrierter Hydrophone gefordert. Durch ihre Verwendung ist die Rückführbarkeit der Messung auf das SI-Einheitensystem sichergestellt. Die PTB betreibt zu diesem Zweck ein Primärnormal und führt Hydrophonkalibrierungen für einen internationalen Kundenkreis aus Herstellern von Medizinprodukten und Messgeräten, Messlaborbetreibern, Regulatoren und Forschungsinstituten durch. - mehr...

Neue Prüfverfahren für die Software in Schallpegelmessern im Gesetzlichen Messwesen

Schallpegelmessgeräte dienen der Messung von Geräuschpegeln und dabei insbesondere zur Messung und Überprüfung gesetzlich vorgeschriebener Maximal- oder Richtwerte (z. B. entsprechend in der TA Lärm). Sie kommen dabei sowohl im Privatbereich, z. B. im Wohnungsbau als auch im Umweltschutz und am Arbeitsplatz zur Förderung des Arbeitsschutzes zum Einsatz. Für einen korrekten und auch nachvollziehbaren Messprozess müssen alle im amtlichen Verkehr eingesetzten Geräte eine nach den Vorschriften des Mess- und Eichgesetzes durchgeführte Baumusterprüfung -und integriert nun auch eine Softwareprüfung - durchlaufen. - mehr...

Ultraschallpegel-Messsystem für den praktischen Einsatz im Arbeitsschutz

Im Rahmen eines Technologietransfers wird ein Messsystem für Luftultraschall entwickelt. Es ist speziell auf den praktischen Einsatz zur Messung von Lärm im Arbeitsschutz ausgerichtet. Damit kann nun an Arbeitsplätzen die Gefährdung durch die weit verbreiteten und mitunter sehr hohe Schalldruckpegel verursachenden Ultraschallmaschinen erfasst und bewertet werden. - mehr...

Erweiterung des Frequenzbereiches des PTB-Schallnormals bis herunter zu 2 Hz für die Rückführung akustischer Messungen im Infraschallbereich

Die Primärkalibrierung in der Druckkammer liefert das zurzeit präziseste Verfahren zur Darstellung der Schalldruckeinheit. Um diese mit höchstmöglicher Genauigkeit zu realisieren, bedient man sich des Reziprozitätsverfahrens zur Kalibrierung von hochstabilen genormten Kondensator-Mikrofonen, den sogenannten Laboratoriums-Normalmikrofonen. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen großen...   - mehr...

Robuste Membranhydrophone für die Messung hochintensiver therapeutischer Ultraschallfelder

PTB-Kalibrierservice für Luftultraschall

Bisher gab es für Messungen von Schall mit Frequenzen über 20 kHz noch keine metrologische Rückführung für die Schalldruckeinheit Pascal. An der PTB wurde nun ein Verfahren zur Kalibrierung von Mikrofonen im Ultraschallbereich bis zu 100 kHz entwickelt. Damit können Bezugs- und Gebrauchsnormale für Labore aus Industrie und Forschung hergestellt werden, um eine Rückführung für Luftultraschall zu... - mehr...

Neue Bezugshörschwellen zur Anwendung mit einem Ohrsimulator für Neugeborene

Da Neugeborene und Kleinkinder erst bei ziemlich lauten Schallereignissen eine Reaktion zeigen, die eine Hörempfindung beweist, werden bei Ihnen zur Gehörprüfung objektive Audiometrieverfahren, wie z. B. die Messung der durch akustische Stimuli ausgelösten Hirnströme, eingesetzt. Die Schallreize (Stimuli) werden dabei über Einsteckhörer wiedergegeben. Die dafür erforderlichen... - mehr...

Bemaßung und Bewertung von Lärm durch Luftultraschall

Lärm durch Luftultraschall belastet zunehmend unsere alltägliche Umgebung und kann ein Gesundheitsrisiko darstellen. Es ist ein zunehmender Bedarf zu verzeichnen, die Wahrnehmung und den Einfluss von Luftultraschall zu verstehen und konsistente Regelungen zu erstellen. Das EARS-Projekt brachte nun Forscher aus mehreren Disziplinen zusammen und kombinierte bildgebende Verfahren und audiologische Messungen, um eine Basis zu legen für die Bemaßung und Bewertung von Ultraschalllärm. - mehr...

Aussagekraft der Ergebnisse des EARS-Projekts für Windkraftanlagen

Im täglichen Leben und an Arbeitsplätzen geben viele Schallquellen neben hörbarem Schall auch Töne ab, die nach herkömmlicher Auffassung unhörbar sind, den sogenannten Infraschall. Auch Anlagen und Einrichtungen für erneuerbare Energiequellen, die für eine zukunftsfähige Energieversorgung unabdingbar sind, sind potentielle Quellen von Infraschall. Das betrifft auch Windkraftanlagen, deren... -  mehr ...

Thermochrome Folien zur einfachen, Magnetresonanztomographie (MRT)-kompatiblen Erfassung von Ultraschall-induzierter Erwärmung

Ultraschall wird in der Medizin zu verschiedenen therapeutischen Zwecken eingesetzt - unter anderem kann gezielt und lokal Gewebe erwärmt werden, z. B. zur gezielten Zerstörung von Tumoren durch Erhitzung. Die beiden gebräuchlichsten Verfahren zur Bestimmung dieser Temperaturerhöhung sind entweder nicht rückführbar und bieten eine schlechte zeitliche und räumliche Auflösung (Messung mit einem... - mehr...

Kann man Infraschall und Ultraschall hören?

Lärm ist einer der wesentlichen Umweltfaktoren für die Beeinträchtigung von Gesundheit und Wohlergehen. Während jedoch der Umgang mit Lärm im Hörfrequenzbereich gut begründet und geregelt ist, fehlen bislang im Infraschall- und Ultraschallbereich sowohl das Verständnis für die Wahrnehmung als auch grundlegende Anforderungen an Messgeräte und praxisnah anwendbare Messvorschriften. Kann man... -  mehr ...

Mehr Barrierefreiheit im öffentlichen Verkehrsraum durch Optimierung von Lautsprecherdurchsagen für Schwerhörende

Die Übertragungsqualität von Beschallungsanlagen wird mit dem Speech-Transmission-Index (STI) qualifiziert (DIN EN 60628-16), welcher im Wesentlichen die Güte der Modulationsübertragung beschreibt. Dabei entspricht ein STI von 0 einem kompletten Verlust der Signalmodulationen und ein STI von 1 einer idealen Signalübertragung. Für Notfallwarnsysteme wird ein STI ≥ 0,5 gefordert, was für... - mehr...

Schallquelle für die objektive Untersuchung der auditorischen Wahrnehmung von Infraschall mittels Magnetoenzephalographie (MEG) und Magnetresonanztomographie (MRT)

Entgegen der allgemeinen Meinung ist das Hören von Infraschall (f < 16 Hz) möglich und führt zu individuell unterschiedlicher Belästigung. Die Mechanismen dieser auditorischen Wahrnehmung durch den Menschen sind aber bis heute weitgehend ungeklärt. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes „EARS“ werden diese Mechanismen mit Hilfe von objektiven Verfahren der Medizintechnik, wie z.B.... - mehr...

Richtcharakteristik von Luftultraschallquellen

Luftultraschall kann sehr stark gerichtet von Schallquellen wie Reinigungswannen oder Schweißgeräten abgestrahlt werden. Durch diese Bündelung können örtlich sehr hohe und gehörgefährdende Schallpegel auftreten. In einem neuen Messplatz können nun Richtcharakteristiken verschiedener Schallquellen hochaufgelöst und pegelgenau bestimmt werden. - mehr...

Ursachen von Zellschädigungen im Zusammenhang mit Katarakt-Operationen zur Behandlung des grauen Stars

Nach einer Katarakt-Operation werden bei der überwiegenden Mehrzahl der Patienten Schädigungen der auf der Innenseite der Hornhaut liegenden Endothelzellen beobachtet. Die Ursachen für diese Zellschäden sind bisher nur unvollständig geklärt und können zu einer Beeinträchtigung der von diesen Zellen bewerkstelligten Hornhautdehydrierung führen. Die in diesem Fall geminderte Leistungsfähigkeit der... - mehr...

Kleine Quellen, großer Lärm

Ultraschallgeräte wie Reinigungswannen können sehr starken Lärm verursachen. Der hochfrequente Luftultraschall wurde erstmalig auf solider metrologischer Basis bis 100 kHz gemessen und verschiedene Beurteilungsgrößen wurden quantitativ ermittelt. - mehr...

Ein Sensor zur Bestimmung der Effektivität von Ultraschallreinigungsgeräten

Ultraschallreinigungsbäder sind in der Industrie und im Gewerbe seit langem weit verbreitet. Trotzdem gibt es bisher kein einheitliches Verfahren, mit dem die erzielte Reinigung von Gütern durch verschiedenen Geräte, oder auch die Reinigungswirkung eines Gerätes in verschiedenen Betriebszuständen verglichen werden kann. Die PTB hat ein Verfahren entwickelt, mit dem direkt der Abtrag von Partikeln... - mehr...

Neues Verfahren zur Prüfung exponentieller Sweep-Signale mit Hilfe der Hilbert-Transformation

Akustische Signale werden mit Hilfe von Schallpegelmessgeräten analysiert, wobei sogenannte Filterbänke zum Einsatz kommen. Diese müssen auf ihre Echtzeitfähigkeit hin untersucht werden. Dazu verwendet man Prüfsignale, die wiederum bestimmte Bedingungen erfüllen müssen. Ein neues Verfahren zur Prüfung von Prüfsignalen für die Echtzeitprüfung von Filtern kann helfen, falsche Prüfergebnisse zu vermeiden. - mehr...

Bessere Dämpfung akustischer Raummoden durch abstimmbare Helmholtz-Resonatoren

In bestimmten Frequenzbereichen ist die Dämpfung störender Schallwellen mit herkömmlichen Absorbern nicht möglich. Mit einem Optimierungsverfahren lassen sich unter Einsatz feinabgestimmter Resonatoren, die entsprechend dimensioniert und im Raum positioniert werden, verschiedene Dämpfungswirkungen erzielen. - mehr...