Hallo,
soeben habe ich den Artikel hier gelesen:
http://www.wasserburger-stimme.de/altlandkreis/raetsel-um-seltsames-brummen-in-der-nacht/2015/07/30/
Es geht darum, dass einige Leute messbaren Infraschall (<20Hz)
wahrnehmen, aber niemand weis woher er kommt.
Wäre es nicht möglich, mit drei Infraschallmikrofonen die in einem
Abstand von ~20-40m im Dreieck angeordnet sind die Richtung der Quelle
mithilfe der relativen Phasenverschiebungen herauszufinden?
Wobei es ja vermutlich noch irgendeinen Haken geben muss, wenns so
einfach wäre wären solche Messungen ja warscheinlich bei der 2k€ teuren
Untersuchung gemacht worden..
Weis jemand mehr über solche Sachen?
Die Triangulationsmessung liefert nur dann ein brauchbares Ergebnis,
wenn sich der Schall von einer halbwegs punktförmigen Quelle geradlinig
durch die Luft bewegt.
Schwierig wird es aber dann, wenn der Schall zusätzlich durch den Boden,
Mauerwerk u.ä. transportiert wird, was gerade bei solch niedrigen
Frequenzen oft der Fall ist. Das Ganze verhält sich dann wie eine
riesige Schallquelle, die praktisch überall ist.
Wellenlänge ist auch ganz interessant. Wenn du Phasenverschiebung messen
willst, mußt du bei 20 Hz minimum 8,25m außeinander stehende Mikrofone
haben. Das macht Spaß.
Wenn aber jetzt die Ganze Gasleitung im Tal diese Instabilität hat und
sich durch das Pumppen aufschaukelt, wirst du keine genaue Richtung
sehen.
Das ist als wenn du die Quelle des Schalls eines Blitzes messen würdest.
Geht auch nicht, da der ja auch 3 km lang sich über deinem Haus
ausbreitet.
Die Ammis kennen da noch komischere Sachen. Mitten im Nirvana haben die
schon an UFOs gedacht, weils so extrem laute geräusche gab.
Also wenn ich da so Probleme hätte würde ich mal alle
Tunnellüftungsaanlagen und Gasversorgungspumpwerke untersuchen.
Mein Vorschlag:
Zwei Mikrofone an gleich lange Kabel (z.B. 4 m ), diese an den
Stereoeingang einer Soundkarte anschließen und mit einem Audioprogramm
(Bandfilter) die Phasenverschiebung messen.
Ein Messfeld (Kreisdiagramm der Richtung) von 200 Punkten ausmessen.
Erst mal im 2 bis 3 Km Umfeld testen.
Ich denke zu dritt an einem Wochenende zu schaffen.
Lutz H. schrieb:> Ich denke zu dritt an einem Wochenende zu schaffen.
Wenns keine Punktquelle ist, sind die drei Mann hinterher so schlau wie
vorneweg...
Simon S. schrieb:> Weis jemand mehr über solche Sachen?
Warum reicht ein Subwoofer der irgendwo hingestellt wird ?
Weil man tiefe Töne nicht orten kann.
Aber man kann sich mit einem MESSGERÄT (Mikrophon für niedrige
Frequenzen) auf die Suche nach der Stelle machen, an der es am lautesten
ist.
HÖREN nützt wenig, manche Leute haben einen Tinnitus im Tieftonbereich
und glauben ständig was zu hören.
Michael B. schrieb:> Weil man tiefe Töne nicht orten kann.
Das kann einem auch mit höheren Tönen passieren: Junge Waldohreulen
machen sich mit ziemlich rein sinusförmigen Fieptönen bemerkbar - siehe
Beitrag "blödes Viech." . Die Tonhöhen der
Nestgeschwister unterscheiden sich minimal. Das machen sie sich zunutze,
indem sie synchron rufen und so eine Schwebung erzeugen. Der Effekt ist,
dass man die Rufer akustisch nicht mehr orten kann.
Michael B. schrieb:> Simon S. schrieb:>> Weis jemand mehr über solche Sachen?>> Warum reicht ein Subwoofer der irgendwo hingestellt wird ?>> Weil man tiefe Töne nicht orten kann.
Menschen können das nicht. Weil die Ohren zu dicht beieinander sind und
damit die Länge der Basislinie nichts mehr taugt.
Mit entsprechend entfernten Mikrofonen UND irgendwelchen Merkmalen im
Signal, die mir die Feststellung der Phasenbeziehung erlauben, kann ich
das aber sehr wohl.
> Wenns keine Punktquelle ist, sind die drei Mann hinterher so schlau wie
vorneweg...
Ich denke, zumindest Richtungen könnte man schon ausschliessen.
Wenn ich nachweisen kann, dass ein 'Feature' im Signal am Mikrofon 2
eindeutig später auftritt als im Mikrofon 1, dann kann die Schallwelle
schon mal nicht in Richtung Mikrofon 2 -> Mikrofon 1 gelaufen sein. In
der Tat kann ich damit aus dem 360° Horizontkreis schon mal 180°
ausschliessen, aus dieser Richtung die Welle nicht gekommen sein kann.
Wenn ich das an ein paar Standorten machen kann, dann hab ich zumindest
schon mal eine einigermassen eingegrenzte Richtung, aus der die Welle
kommt. Und dann schaun wir mal. Ich brauch ja keinen auf 3 Zentimeter
genau definierten Punkt.
Bei einem absolut gleichmässigen Brummen hab ich so allerdings Pech.
Aber wo gibt es in der Natur schon einen perfekten Sinus.
Danke für die tollen Antworten! Vielleicht versuche ich mich wirklich
mal an ein paar Messungen. Was mir auch noch eingefallen ist: Wenn die
Geräusche tatsächlich aus dem Wald kommen wird das Echo die
Lokalisierung wahrscheinlich noch erschweren, spätestens wenn man da
drin steht und es ordentlich hallt.
Karl H. schrieb:> UND irgendwelchen Merkmalen im> Signal, die mir die Feststellung der Phasenbeziehung erlauben, kann ich> das aber sehr wohl.
Warum ist so ein Merkmal notwendig? Wenn die Frequenz und
Ausbreitungsgeschwindigkeit (330m/s) bekannt sind kann man doch die
beiden Mikrofone in einem Abstand so montieren, dass die
Phasenverschiebung maximal deutlich kleiner als T/2 sein kann. Damit
dürfte es ja keine Zuordungsschwierigkeiten (welche Periode gehört zu
welcher?) mehr geben, oder?
Eigentlich müsste man sich mit ein paar OPs recht einfach eine Schaltung
bauen können die die Phasenverschiebung zwischen 2 Signalen Anzeigen
kann: 2 Mikrofone mit Tiefpass (a,b), dann Differenzverstärker zwischen
a und b, dann muss man nur noch jenachdem ob das Tonsignal gerade
fällt/steigt das Vorzeichen Umdrehen. Um eine klare Tendenz ablesen zu
können kann man das ganze noch integrieren.
int( (a-b)*sign( (a+b)' ) )dt
Wenn man den Kondensator vom Integrator dann noch mit einem Widerstand
belastet (so dass man den Kondensator nicht jedes mal entladen muss wenn
man neu misst) könnte man ein mehr oder weniger handliches Gerät bauen,
mit dem man einfach umherlaufen und in eine Richtung zeigen kann und
sofort die Phasenverschiebung sieht.
Du hast aber leider immer noch das Problem, das Infraschall sehr gut
durch den Boden und andere feste Objekte übertragen wird, und dass
deutlich schneller als in Luft. Somit kannst du gar keine Quelle
ausmachen, da der Schal wirklich von fast überall kommt
Martin G. schrieb:> Wellenlänge ist auch ganz interessant. Wenn du Phasenverschiebung messen> willst, mußt du bei 20 Hz minimum 8,25m außeinander stehende Mikrofone> haben. Das macht Spaß.
Das ist doch falsch. Ich kann die Mikrofone so nahe aneinander haben wie
ich will, nur muss ich dann schneller Sampeln und werde anfälliger gegen
lokale Störungen. Ein prinzipielles Problem gibt es da aber nicht.
Jan H. schrieb:> Du hast aber leider immer noch das Problem, das Infraschall sehr> gut> durch den Boden und andere feste Objekte übertragen wird, und dass> deutlich schneller als in Luft.
Evtl. könnte man die Mikrofone auf den Boden drücken oder sogar im Boden
eingraben...?
Simon S. schrieb:> Ausbreitungsgeschwindigkeit (330m/s) bekannt
Das ist sie nicht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Schallausbreitung#Brechung_.28Refraktion.29
Dazu noch Berge, Täler, Wald, dann ist eine erfolgreiche Messung so
realistisch, wie nachts zwei Finger in den See zu halten und aus den so
gemessenen Wellengängen die Position des Schwimmers zu berechnen.
Tom K. schrieb:> ...dann ist eine erfolgreiche Messung so> realistisch, wie nachts zwei Finger in den See zu halten und aus den so> gemessenen Wellengängen die Position des Schwimmers zu berechnen.
Ich dachte eigentlich, so machen es "die Angler" immer.
;-)
Gruss Asko.
Simon S. schrieb:> Eigentlich müsste man sich mit ein paar OPs recht einfach eine Schaltung> bauen können die die Phasenverschiebung zwischen 2 Signalen Anzeigen> kann: 2 Mikrofone mit Tiefpass (a,b), dann Differenzverstärker zwischen> a und b
Hier eine Skizze wie die Richtung bestimmt werden könnte. In einigem
Abstand von der Schallquelle wird das Minimum der Differenz der Signale
bestimmt die Schallquelle ist im Rechten Winkel dazu. Mit einigen
Messungen könnte so die Quelle geortet werden, auch eine Rohrleitung im
Boden.
Michael B. schrieb:> Warum reicht ein Subwoofer der irgendwo hingestellt wird ?>> Weil man tiefe Töne nicht orten kann.
Nur mal so als Anmerkung
Ein Basslautsprecher ist im Prinzip eine Punktschallquelle mit
kugelförmiger Abstrahlung. Das bedeutet, das Wellenfeld ist durch
Reflexionen derartig diffus das keine Ortung möglich ist. Der Grund
dafür ist recht einfach. Lautsprecher können nur die Frequenzen
gerichtet abgeben deren Wellenlänge nicht länger als der Durchmesser der
Membran ist. Frequenzen mit Wellenlängen großer des Membrandurchmessers
werden Kugelförmig abgestrahlt. Das gilt übrigens nicht nur für
Subbässe.
Kleiner Denkanstoß:
Wellenlängen: (Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°c ca. 340m/s)
10Hz 34m
100Hz 3,40m
200Hz 1,70m
500Hz 0,68m
1kHz 0,34m
Wenn man z.B bedenkt das die meisten Regalboxen einen 8" (20,32cm) oder
6" (15,24cm) Bass-Mitten Lautsprecher haben kann man schnell erkennen
das die Richtwirkung bei 1,5 - 2,5 kHz einsetzt.
Bei diesem Infraschall, um den es in diesem Thread geht, kommt noch das
Reflexverhalten bei Körperschall dazu. Diese reflektierten Wellen
überlagern sich. Damit ist es unmöglich über Pegel und Laufzeiten die
Quelle zu finden. Zumal wenn man die Startzeit der Schwingung nicht
kennt. Selbst wenn man die kennen würde ist bei diesen Frequenzen keine
exakte Positionsbestimmung möglich. Das geht nicht mal bei Frequenzen
zwischen 35 und 150 Hz.
Wer mal einen Audio System Techniker beim Einmessen der PA beobachten
kann wird sehen das zum Phase Alignment bei Linearrays und Subs auf dem
Sub immer eine Mitten-Hochton Box als Messhilfe steht. Diese dient dem
Messsystem als Positionsreferenz des Subs um die Delayzeiten in Bezug
auf das Linearray zu ermitteln. Würde man dies nicht tun hätte man beim
Frequenzmäßigen Ankoppeln der Subs ans Linearray plötzlich ein Loch bei
80 bis 150 Hz... wir erinnern uns 100Hz 3,40m 150Hz 2,27m, das ist
ungefähr die Abstand zwischen den am Kran hängenden Linearrays und der
Bassreihe entlang der Bühnenkante. Lamda/2 sind dann genau die
Frequenzen die Probleme machen, also ändert man die Delays der Bässe so
das Lamda/2 > 3,4m ist. Die untere Grenzfrequenz eines Linearrays liegt
etwa bei 100Hz
Gruß René
René S. schrieb:> Damit ist es unmöglich über Pegel und Laufzeiten die> Quelle zu finden
Wenn ich 10 Kilometer von der Schallquelle weg bin, ist der Pegel
immer noch genau so hoch, wie am Lautsprecher. Interessante Idee.
Lutz H. schrieb:> Wenn ich 10 Kilometer von der Schallquelle weg bin, ist der Pegel> immer noch genau so hoch, wie am Lautsprecher. Interessante Idee.
Bei einem Lautsprecher sicherlich nicht. Bei dem Infraschall, der sich
offenbar hauptsächlich als Körperschall ausbreitet, kann es aber
durchaus sein das du auch sehr weit weg von eigentlichen Ausgangspunkt
noch Pegel hast die durchaus noch dem Ausgangspegel entsprechen. Bei
Körperschall gelten die Ausbreitungsgesetze nicht wie in der Luft.
Es kann auch passieren das sich Körperschallwellen die durch Reflexion
im Körper entstehen mit der Ausgangswelle überlagern und der Pegel dann
insgesamt sogar höher ist. Eine Infraschallübertragung die rein in der
Luft passiert und dann noch Körperschall in einem großen Umkreis erzeugt
würden die Leute am Ausgangspunkt richtig kräftig spüren.
Gruß René