Logo PTB
Mit Metrologie in die Zukunft - Herausforderung Medizin

Hörwahrnehmung von Infraschall-Signalen

Ein Infraschall-Tonkomplex wird umso besser gehört, je mehr Komponenten er hat.

PTBnews 1.2021
07.01.2021
Besonders interessant für

Umwelt- und Arbeitsmediziner

Lärm- und Lärmwirkungsforscher

Infraschall steht mit der steigenden Zahl von Emissionsorten in unserer Umwelt zunehmend im gesellschaftlichen Interesse. Zusammen mit der Universität Magdeburg hat die PTB untersucht, wie der Mensch Infraschall über das Gehör wahrnimmt und ob die Detektionsschwelle eines Infraschall- Signals davon abhängt, ob es aus einem oder mehreren Tönen besteht. Das erlaubt Rückschlüsse auf die Wahrnehmung komplexer Signale, wie sie in der realen Umwelt vorkommen. Es zeigte sich, dass die Detektionsschwelle nicht durch eine dominante Komponente im Tonkomplex bestimmt wird, sondern dass im Gehör eine spektrale Integration stattfindet.

Das Infraschall-Wiedergabesystem besteht aus zwei Schallerzeugern (Kopfhörerkapseln in einem luftdichten Metallgehäuse). Über einen Schlauch wird der Schall zu einem gemeinsamen Einsteckhörer geleitet.

Infraschall liegt zwar unterhalb des klassischen Hörfrequenzbereiches (20 Hz bis 20 kHz), jedoch wurde bereits in mehreren Studien eine Hörwahrnehmung bis hinunter zu 2 Hz belegt. Üblicherweise werden solche psychoakustischen Messungen mit Einzeltönen durchgeführt, aus deren Ergebnissen keine direkten Rückschlüsse auf die Wahrnehmung komplexer Signale mit mehr als einer Infraschall-Frequenzkomponente abgeleitet werden können, wie sie bei echten Umweltgeräuschen vorkommen. Zusammen mit der Abteilung für Experimentelle Audiologie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ist die PTB in dem DFG-geförderten Projekt „Infraschall und seine Bedeutung für den Hörschall“ daher unter anderem der Frage nachgegangen, welchen Effekt die Anzahl der Infraschall- Komponenten auf die Detektionsschwelle hat.

Da die Wahrnehmung von Infraschall erst bei sehr hohen Schal ldruckpegeln einsetzt, wird für solche Untersuchungen ein entsprechend leistungsfähiges Wiedergabesystem benötigt. Die Herausforderung dabei besteht darin, die erforderlichen Schalldruckpegel ohne hörbare Verzerrungen zu erzeugen. Ein solches System wurde im Rahmen des Projektes entwickelt, wofür handelsübliche elektrodynamische Kopfhörerkapseln verwendet wurden. Es ermöglicht über ein Einsteckhörersystem die gleichzeitige Darbietung mehrerer Infraschalltöne im Gehörgang.

Mit diesem System wurde untersucht, ob einer der aus dem klassischen Hörfrequenzbereich bekannten Mechanismen die Detektionsschwellen von Tonkomplexen erklären kann, die aus zwei bzw. drei verschiedenen Infraschall-Komponenten bestehen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Detektionsschwelle nicht von einer dominanten Komponente im Signal bestimmt wird. Sie wird von jeder zusätzlichen Komponente ein Stück weiter gesenkt - und zwar in dem Maße, wie es bei einer Integration der Intensität der Komponenten zu erwarten wäre. Je mehr Komponenten ein Infraschall-Tonkomplex hat, desto besser wird er also gehört.

Um diesen Mechanismus und seine Grenzen besser zu verstehen und einordnen zu können, sind weitere Untersuchungen mit einer größeren Datenbasis und weitaus komplexeren Signalen geplant.

Ansprechpartner

Holger Joost
Fachbereich 1.6
Schall
Telefon: (0531) 592-1519
Opens local program for sending emailholger.joost(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung

B. Friedrich, H. Joost, T. Fedtke, J. L. Verhey: Spectral integration of infrasound at threshold. JASA 147, EL259–EL263 (2020)