Das Prinzip

Bei vielen akustischen Messaufgaben ist die örtliche Verteilung und die Stärke von Schallquellen von Interesse. Für solche Aufgaben kommt oft eine akustische Kamera zum Einsatz. Damit kann festgestellt werden, welcher Teil einer Schallquelle welche Schallemission verursacht. Eine akustische Kamera besteht aus einem Mikrofon-Array mit einer optischen Kamera sowie einem Rechner zur Auswertung. Durch den Einsatz von Beamforming-Algorithmen erhält man aus den, mit den Mikrofonen erfassten Drucksignalen eine Quellkarte.

Abbildung 1 zeigt das Mikrofonarray mit 63 Mikrofonen und optischer Kamera, dahinter die Messelektronik und der PC-Arbeitsplatz.

Abbildung 1: Akustische Kamera (Gesamtaufbau)

Bei den Beamforming-Algorithmen wird ein gemessenes Schallfeld mit dem simulierten Schallfeld einer Punktquelle verglichen. In der Simulation wird der Ort der Punktquelle über den geometrischen Bereich in dem die tatsächliche Schallquelle vermutet wird (= Abtastebene), variiert. Stimmt die angenommene Quellposition mit der tatsächlichen Quellposition überein, zeigt das Ergebnis an dieser Position einen höheren Wert als wenn keine oder nur geringe Übereinstimmung herrscht. Starke Quellen besitzen zudem höhere Werte als schwache. Die errechnete Quellkarte wird mit dem optischen Bild überlagert und gibt als „akustisches Bild“ Aufschluss über Ort und Intensität der Schallquelle(n).

Abbildung 2 verdeutlicht das Beamforming-Prinzip und zeigt exemplarische Messergebnisse.

Abbildung 2: Prinzip der akustischen Kamera

Anwendungen in der Praxis

Gegenüber dem im Labor eingesetzten stationären System werden in der Praxis häufig mobile, zum Teil steckbare akustische Kameras eingesetzt. Eine typische Anwendung ist die

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