Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Active Noise Canceling für Industrie


von Martin H. (martinhaag)


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Grüsse,

die Nachbarschaft beschwert sich weil seit neuem eine Metallbearbeitende 
Maschine die ganze Nacht läuft.
Eine Frequenzbandanalyse hat ergeben das der Lärm bei rund 25Hz am 
lautesten ist, Resonanz des Raumes?
Da es sich um eine so tiefe Frequenz handelt ist es möglich mit einem 
entsprechenden Lautsprecher diese Frequenz auszulöschen?

Es waren schon Akkustiker am Werke, Gummimatten Entkoppelungen usw 
hatten nicht den gewünschten Effekt.

Ich gehe davon aus das es eine wilde Idee ist, Equippment wär aber da 
und es reizt mich mal ein bisschen rumzuspielen.
Was denkt ihr? Unmöglich, schwierig, möglich? Tipps?

Es muss nicht mäuschenstill sein, wenns 3dB leiser wird wäre alles ok.

Grüsse

martin

von Wolfgang (Gast)


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Martin H. schrieb:
> die Nachbarschaft beschwert sich weil seit neuem eine Metallbearbeitende
> Maschine die ganze Nacht läuft.

Das Laufen der Maschine wird die lieben Nachbarn wohl kaum stören, eher 
der Lärm, i.e. die Schallwellen, die zu ihnen dringen.

Und dann stellt sich sofort die Frage, auf welchem Weg das passiert
(Körperschall, Luftschall) und welche Ausdehung die Schallquelle hat 
(relativ zur Wellenlänge)?

von Uwe B. (uwe_beis)


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Wolfgang schrieb:
> Und dann stellt sich sofort die Frage, auf welchem Weg das passiert
> (Körperschall, Luftschall) und welche Ausdehung die Schallquelle hat
> (relativ zur Wellenlänge)?
Bei Körperschall erübrigt sich die Frage nach der Ausdehnung, aber es 
stellt sich die Frage, ob der Akustiker mit seiner Gummimatte 
tatsächlich eine optimale Maßnahme angewendet hat. "Gummimatte" allein 
tut es nicht, die akustische Impedanz muss schon deutlich größer als die 
des weiterleitenden Materials (Fußboden) sein. Sprich: Das Gummi muss 
weich genug sein, aber auf Beton ist weniger als auf einem Holzboden 
erforderlich.

Bei Luftschall wäre die Wellenlänge ca. 22 m. Alles unter 2 m Ausdehnung 
wäre "klein" und einfacher. Es wäre auch die Frage, ob es ein 
Kugelstrahler (Schalldruck in allen Richtungen in Phase) oder ein 
Flächenstrahler (Schalldruck "vorne" und "hinten" in Gegenphase) oder 
ein Zwischending ist. Einfach nur Gegenschall tut's dann auch nicht.

Oder vielleicht doch, aber nur in Richtung Nachbar.

Maschine setzt Fußboden in Schwingung, Fußboden überträgt auf Luft, Luft 
auf Hallenwand und Hallenwand strahlt zum Nachbarn. Die ganze Hallenwand 
kriegst du aber auch nicht mit Gegenschall zur Ruhe, weder von innen, 
noch bekommt der Nachbar durch äußeren Gegenschall Ruhe. Höchstens an 
einem Punkt mit vielleicht 2 - 3 m Ausdehnung. Sein Schlafzimmerfenster? 
Hmmmm....

Weiterspinnen: Mit zwei Gegenschallquellen müsste es möglich sein, zwei 
Punkte beim Nachbarn zu neutralisieren. Etwas schwieriger zu justieren, 
aber das Projekt wird interessant!

von Martin H. (martinhaag)


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ok, danke schonmal soweit
ich komme auf 14m Wellenlänge für 25Hz ?
Die komplette Maschine ist ca. LxBxH  4x2x2m (welche Teile da in welche 
Richtung strahlen weiss ich nicht)
Ich hätte die Lautspecher mal möglichst nahe zur Maschine gestellt und 
beim Nachbarn (Bett/Schlafzimmer) den Pegel gemessen. Dann, 
Phasenlage/Verzögerung/Pegel der Lautsprecher verändert, bis sich ein 
Minimum einstellt? Soweit die Hoffnung, dass würde mit 2 Kugelstrahlern 
etwa funktionieren oder?
Sind nicht alle Schallquellen in diesem Frequenzbereich mehr oder 
weniger Kugelstrahler?

Grüsse Martin

von Hannäs (Gast)


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"Lärm" bei 25Hz?!

Das ist so nahe an der unteren Hörgrenze, daß enorme Pegel nötig sind, 
um das hören zu können.

Tiefer Störschall "darf" nämlich lauter sein, als Störschall um 2kHz 
herum, wo das Ohr am empfindlichsten ist.

Du solltest also nicht im Maschienenraum messen, sondern etwa dort, wo 
man sich beschwert.

Was genau ist dort zu hören (lad doch mal eine Aufnahme hoch)? Wenn es 
dann immer noch die 25Hz sein sollten, kannst Du natürlich mit 
Antischall arbeiten. Deutlich unter 200Hz ist das machbar.

von Hannäs (Gast)


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Ups, Deine letzte Antwort übersehen.

4m x 2m x 2m, d.h. für Wellenlängen unter etwa 10m summieren sich Schall 
und Antischall nicht mehr brauchbar auf.

Du könntest also nur bei Frequenzen deutlich unter 34Hz Erfolg haben.

Und in diesen Frequenzbereichen gilt immer Kugelstrahler. Du bräuchtest 
einen sehr potenten Subwoofer, würde micht nicht wundern, wenn der mehr 
als 1kW leisten muß.

Vielleicht doch eher Stahlfedern? Gummi ist bei der Größe Quatsch. 
Gewicht?

von Uwe B. (uwe_beis)


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Martin H. schrieb:
> ich komme auf 14m Wellenlänge für 25Hz ?
Ups, wie konnte ich so'n Sch...iet rechnen... Natürlich, 14 m.

> Sind nicht alle Schallquellen in diesem Frequenzbereich mehr oder
> weniger Kugelstrahler?
Genau. Mehr oder weniger. Je kleiner desto weniger. Ein Basslautsprecher 
ohne Gehäuse ist so ein höchst ineffizienter Druckgradientensender 
(8er-Charakteristik im Fernfeld). Aber nehmen wir den Fußboden, über den 
sich der Schall vermutlich auf die Luft überträgt, dann von der Luft 
vielleicht auf die Hallenwand, dann haben wir einen Flächenstrahler. 
Gegen den kämst du mit einem Kugelstrahler in näherer Umgebung zumindest 
nur an einer Stelle (und an weiteren zufälligen Stellen) an. Wenn's nur 
um das Schlafzimmer geht, sollte das ja reichen. Ob es dafür 1 kW sein 
muss, bezweifele ich. Vielleicht muss man keinen Lautsprecher nehmen, 
sondern kann mit einem - wie heißen die Dinger? Körperschallstrahler? 
Körperschallwandler? - die Hallenwand zum Abstrahlen von 25 Hz ohne 
große Leistung animieren.

Und wenn meine Vermutung mit dem Körperschall und dem Fußboden stimmt, 
dann hat Hannäs auch Recht mit den Stahlfedern statt Gummi. Oder ganz 
viel ganz weiches Gummi.

Nebenbei: Wenn ich dich richtig verstehe, dann sind es nicht exakt 25 Hz 
Sinus (z. B. Unwucht mit ½ Netzfrequenz).
Martin H. schrieb:
> das der Lärm bei rund 25Hz am lautesten ist
Bei einem Frequenzgemisch wird die Situation viel komplexer. Da ginge 
vielleicht noch Noise Cancelling direkt am Kopfende des Bettes im 
Schlafzimmer. Nachbarn mögen das...

Noise Cancelling: Mit einem Mikrofon den Schalldruck an einer bestimmten 
Stelle aufnehmen und mit einem Lautsprecher in direkter Nähe den 
Schalldruck gegen 0 regeln. Das ist eine Regelschleife, also auch Gefahr 
von Regelschwingungen. Frequenzgemische können genau so gut wie einzelne 
Frequenzen unterdrückt werden.

Gegenschall: Den selben Schall an einer anderen Stelle aussenden, aber 
so, dass er mit genau der selben Amplitude, aber gegenphasig, an einer 
bestimmten Stelle ankommt. Also keine Regelschleife, keine Gefahr von 
Regelschwingungen. Bei Frequenzgemischen wird es sehr komplex, das 
richtige Gegenschallsignal zu erzeugen.

von WehOhWeh (Gast)


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Problem: Mit solchen Maßnahmen wird nur noch mehr Lärm erzeugt. Ja, an 
einigen Stellen können sich die Schalwellen gegenseitig auslöschen - wo 
die beiden Wellen mit 180° Phasenverschiebung aufeinandertreffen.

Aber dafür überlagern sie sich an anderen Stellen, nämlich da wo die 
Phase 0° / 360° ist, da ist es dann doppelt so laut.
Irgendwo muss die Energie schließlich hin :-)

Die Abstrahlcharakteristik so hinbringen, dass sich die Wellen überall 
auslöschen ist meiner Meinung nach bei einer Maschine nicht möglich.

Ich vermute daher mal, das wird nicht funktionieren.
Man müsste am Ursprung, also der Maschine ansetzen und da den Schall 
absorbieren.
Also keine Federn, sondern Stoßdämpfer oder ein Gummi, das viele 
"Verluste" hat, sich also zäh verformt. Keine Ahnung was man da nimmt.

PS:
Niedrige Frequenzen wie 25Hz ist wirklch lästig, das haben wir hier 
auch. Ich wohne in der Nähe einer Kaserne, und wenn die ihre Panzer 
warmlaufen lassen, "wummert" bei uns das ganze Haus. Man hört es zwar 
kaum, spürt es aber. Und um mögliche Einbildung zu wiederlegen, braucht 
man nur ans Fenster zu gehen, dann hört man deren Diesel laufen. Zum 
Glück fast nur tagsüber, da ist das verschmerzbar.

von Martin H. (martinhaag)


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Hmm,
wie wärs denn mit einem Helmholtzresonator als Resonanz Absorber auf 
etwa 25Hz abgestimmt und in eine Ecke gestellt?

von Pandur S. (jetztnicht)


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.. 25Hz, ich wuerd auf eine unwuchtige Maschine tippen, und die 
auswuchten und oder daempfen.

von Henrik V. (henrik_v)


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Martin H. schrieb:
> Hmm,
> wie wärs denn mit einem Helmholtzresonator als Resonanz Absorber auf
> etwa 25Hz abgestimmt und in eine Ecke gestellt?

Yupp, bei 25 Hz etwas grösser aber noch zu machen. Kiste mit (rundem) 
Loch und (runder) 'Abstimmplatte' (Abstand) .....

Dazu noch ggf. Tilgungschwinger. (eher für tiefere Freqenzen)
Wo/Wie steht die Maschine? Keller drunter?

MEMS Beschleunigungssensor ist billig, macht DC bis >200 Hz , aus 
USB-Sound'karte' den Hochpass entfernen und mit dem Sensor mal an der 
Maschine, Wänden und Böden auf die Suche gehen. (Oder Scope nehmen)

Wenns nicht hilft, Profis holen.

von Stefan M. (derwisch)


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In solchen Fällen sollte man die Maschine selbst ruhiger machen.
Notfalls auch aktiv.
Evtl. gibt es ja schwere elekrtomechanische Schwinger ( Shaker ), die 
gegenphasig angesteuert werden können.

Dann wär das Problem an der Wurzel gepackt.

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Martin H. schrieb:
> die Nachbarschaft beschwert sich weil seit neuem eine Metallbearbeitende
> Maschine die ganze Nacht läuft.

Maschine abschalten bzw. per einstweiliger Verfügung abschalten lassen!

von Hp M. (nachtmix)


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Martin H. schrieb:
> weil seit neuem eine Metallbearbeitende
> Maschine die ganze Nacht läuft.

Ist bei dieser Gelegenheit auch eine neue Lüftungs- oder Klimaanlage 
hinzugekommen?
Oft machen die nämlich das niederfrequente Gerumpel, aber dagegen gibt 
es Schalldämpfer.

von Frank (Gast)


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Sylomer®, aber benötigte Farbe, Dicke und Fläche bitte ausrechnen 
lassen, sonst wird das nichts.

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