Akustische Kamera - Visualisierung und Lokalisierung von Schallquellen

Die akustische Kamera ist ein vielseitiges Gerät. Schallwellen werden verwendet, um ein Bild von der Umgebung zu erzeugen. Eine herkömmliche Kamera verwendet Licht, um Bilder aufzunehmen. Bei der akustischen Kamera werden Schallwellen in visuelle Daten umgewandelt. Dies ermöglicht es, Schallquellen sichtbar zu machen und so zum Beispiel Undichtigkeiten an Gebäudehüllen oder Maschinen aufzuspüren.

Wie ist es möglich Schall mit einer akustischen Kamera sichtbar zu machen?

Je nach Hersteller kommt eine unterschiedliche Anzahl an Mikrofonen zum Einsatz. Mit den daraus generierten Daten wird die Umgebung visuell dargestellt. Diese Mikrofone sind auf einer Ebene angeordnet, als ein sogenanntes Mikrofonarray. Pegel- und Phasenunterschiede der einzelnen Mikrofone werden mit den jeweiligen Zeit- und Frequenzinformationen im Algorithmus verarbeitet. Dadurch lassen sich eine oder mehrere Schallquellen bestimmen. Eine Kamera zeigt das zu prüfende Objekt in der dazugehörigen Software und legt das akustische Bild (als heatmap) darüber. Die heatmap dient zur Visualisierung der ausgewerteten Daten, indem verschiedene Farben zur Darstellung verschiedener Schalldruckpegel genutzt werden. Rötlich markierte Bereiche sind die, mit dem höchsten Schalldruckpegel. Auf diese Weise kann auf einem Blick erkannt werden, wo sich laute oder unerwünschte Schallquellen befinden. Es können auch mehrere Schallquellen gleichzeitig lokalisiert und in der Software angezeigt werden. Ein großer Vorteil der akustischen Kamera ist die Auswertung der Daten in Echtzeit, sowie die Mobilität. Die Mikrofone können Frequenzen von 10 Hz bis 24 kHz verarbeiten. Zusätzlich ist eine große Bandbreite an Schalldruckpegeln von 33 dB bis 120 dB möglich. Die Kamera wird nur über ein LAN-Kabel an den Laptop angeschlossen. Dies sorgt dafür, dass das System sehr flexibel einsetzbar ist und an den entsprechenden Orten zum Einsatz kommen kann.

Gespeichert werden Geräusche und ein Video. Die Datei kann im Nachgang bearbeitet werden.

Prüfer mit Visualisierungssoftware und der akustischen Kamera vor Prüfobjekt
Akustische Kamera im Einsatz

Wofür kann eine akustische Kamera eingesetzt werden?

In der Bauakustik des Schüco OneLab Technology Centers wird die akustische Kamera zur Entwicklungsbegleitung verwendet. Sei es beim Auf- und Zufahren von Bauteilen oder auch bei schwierigen akustischen Fragestellungen, wenn sich bei Beschlägen lästige Geräusche einschleichen. Besonders große Prüfmuster sind ebenfalls prädestiniert für den Einsatz der Kamera. Denn oft kommt das eigene Gehör und auch konventionelle Messmethoden an ihre Grenzen, um komplexe akustische Fragestellungen zu beantworten. Das Schüco OneLab Technology Center prüft nicht nur Produkte in der Entwicklungsphase, sondern testet auch Objektlösungen für Schüco Partner und Verarbeiter.

Nach einer bauakustischen Messung nach DIN EN 10140-2 Messung der Schalldämmung von Bauteilen im Prüfstand wurde mit der akustischen Kamera nach undichten Stellen am Fenster gesucht. Nicht korrekt eingestellte Beschläge oder nicht anliegende Dichtungen können hier in Echtzeit lokalisiert werden.

Software der akustischen Kamera
Darstellung der Software mit unterschiedlichen Einstellungsvarianten der akustischen Kamera
Visualisierung von Knackgeräuschen einer Tür

Die Software ermöglicht es, Parameter wie die Dynamik einzustellen. Dies kann zur Lokalisierung von Geräuschen notwendig sein. Dies zeigen die oben dargestellten Messungen. In dem akustischen Bild links sind keine Schallquellen zu erkennen. Mit Änderung der Dynamik können die einzelnen Schalldruckpegel besser visualisiert werden, wie das untere Bild zeigt.

Abgebildet ist eine Tür als Prüfmuster. Diese wurde zunächst mit der Strahlungswand aufgeheizt um Veränderungen des Materials akustisch zu überprüfen und zu lokalisieren.

Nach dem Heizvorgang zeigt die akustische Kamera die Auswirkung der Temperatur bei verschiedenen Materialien an. Obwohl die Pegel nur sehr gering sind, werden diese von der Kamera angezeigt. In dem Frequenz-Zeit-Verlauf können die dazugehörigen Frequenzen in kHz der Geräusche abgelesen werden.

Die akustische Kamera ist vielseitig und kann nicht nur an Systemen der Gebäudehülle zum Einsatz kommen

Auch in der Industrie hat die akustische Kamera vielfältige Einsatzmöglichkeiten: Zur Schallquellenlokalisation an Arbeitsplätzen, an Maschinen oder Motoren, aber auch in Bereichen der Gebäudetechnik.

Mit ihrer beeindruckenden Fähigkeit, Schall sichtbar zu machen, trägt die akustische Kamera dazu bei, unsere Umgebung und ihre akustischen Eigenschaften besser zu verstehen. Sie ist ein wichtiges Werkzeug für die Lärmminderung, die Qualitätssicherung und die Forschung im Bereich der Akustik und kann dabei überall hin mitgenommen werden.

Sie haben störende Geräusche an ihrem Gebäude oder anderen Produkten festgestellt, können diese aber nicht lokalisieren? Vielleicht ist auch bei Ihnen ein mobiler Einsatz der akustischen Kamera möglich. Wir beraten Sie gerne.