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Ultraschallmessungen aus dem Koffer

Mobiles Ultraschallpegel-Messsystems für den praktischen Einsatz im Arbeitsschutz

PTB-News 1.2018
12.01.2018
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Arbeitsschutz an Arbeitsplätzen mit Ultraschalltechnologien

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung ist in der PTB der Prototyp eines transportablen Messsystems für Luftultraschall entstanden. Damit kann an Arbeitsplätzen eine mögliche Gefährdung durch die weit verbreiteten Ultraschallmaschinen, die mitunter sehr hohe Schalldruckpegel erzeugen, erfasst und bewertet werden.

Der Prototyp des Ultraschallpegel-Messsystems besteht aus einem Laptop, einem Analog-Digital-Konverter, einem Speisemodul, einem Vorverstärker und einer Viertelzoll-Kondensator-Mikrofonkapsel.

Der Einsatz von Ultraschall, etwa beim Schweißen, Reinigen oder Schneiden, nimmt stetig zu. Dabei sind die Schalldruckpegel teilweise sehr hoch. Laut der deutschen Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung müssen die Risiken auch an Ultraschall-Arbeitsplätzen zuverlässig bewertet werden können. Doch aktuell erhältliche Schallpegelmessgeräte eignen sich nur eingeschränkt für diesen Frequenzbereich. Daher können etwa Berufsgenossenschaften ihren Pflichten zur Risikobewertung an belasteten Arbeitsplätzen nur ungenügend nachkommen. Um das Problem zu beheben, entsteht in der PTB im Rahmen eines Technologietransfers im TransMeT-Programm ein Schallpegel-Messsystem, das neben dem Hörschall- auch den Ultraschallfrequenzbereich abdeckt. Partner und direkter Anwender des Messsystems ist das Institut für Arbeitsschutz (IFA) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV).

Bei dieser Entwicklung müssen zahlreiche Anforderungen, etwa aus der Norm DIN EN 61672 „Schallpegelmesser“, berücksichtigt werden. So muss die elektromagnetische Verträglichkeit sichergestellt werden, um eine Verfälschung der Messung durch die teilweise an Industriearbeitsplätzen vorherrschenden starken elektromagnetischen Felder auszuschließen. Des Weiteren sollte der Messbereich so gewählt werden, dass die an Ultraschall-Arbeitsplätzen lokal auftretenden sehr hohen Schalldruckpegel erfasst werden können. Aufgrund seiner kurzen Wellenlängen wird Ultraschall bereits durch kleinste Hindernisse in seiner Ausbreitung gestört. Dies muss beispielsweise bei der Verwendung von Mikrofonschutzvorrichtungen oder -halterungen berücksichtigt werden, um das zu messende Schallfeld so wenig wie möglich zu beeinflussen.

Ein erster Prototyp des Messsystems ist entwickelt worden, der sich in einem Koffer transportieren lässt. Die Stromversorgung kann über Akkus erfolgen. Zurzeit wird geprüft, ob er die besonderen Anforderungen an den praktischen Einsatz erfüllt. Ein Kalibrierverfahren und eine Messmethodik werden folgen.

Damit wird kurzfristig Messingenieuren im Arbeitsschutz ein Gerät an die Hand gegeben, um die Belastung durch Luftultraschall an Arbeitsplätzen nach Norm zu erfassen und zu bewerten. Langfristig können die Erkenntnisse aus der Entwicklung bei der Normung und bei der Entwicklung künftiger kommerzieller Systeme genutzt werden.

Ansprechpartner

Moritz Wächtler
Fachbereich 1.6
Schall
Telefon: (0531) 592-8016
Opens window for sending emailmoritz.waechtler(at)ptb.de

Regelwerke

Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen (Lärm- und Vibrations- Arbeitsschutzverordnung - LärmVibrationsArbSchV) DIN EN 61672-1:2013: Elektroakustik – Schallpegelmesser – Teil 1: Anforderungen