Klimatische Einflüsse auf die Ergebnisse von
Frequenzkurvenmessungen
Gunter Ziegenhals; Fortschritte der Akustik - DAGA
2016
Will man aus Messungen belastbare Schlussfolgerungen zu den untersuchten Objekten ableiten, so müssen Wiederholungen der Messungen unter gleichen Bedingungen Ergebnisse liefern, deren Fehlerraten hinsichtlich der herangezogenen Merkmale deutlich unter den Merkmalsdifferenzen der verglichenen Objekte liegen. Im Falle der Streich- und Zupfinstrumente (und zweifellos auch im Falle anderer Objekte) werden die geforderten "gleichen Bedingungen" stets durch die aktuellen klimatischen Verhältnisse sowie den Gebrauchszustand (z.B. sei auf das immer wieder angeführte Einspielen verwiesen) in Frage gestellt. Der Beitrag befasst sich speziell mit den Klimaeinflüssen für den Fall einer klimatisierten Lagerung, wobei aber für die Messung selbst die Klimatisierung kurzzeitig aufgehoben werden muss. Die festgestellten Einflüsse werden mit Veränderungen bei praxisgerechter Nutzung von Instrumenten verglichen. Im Rahmen der Diskussion werden dabei bereits auf der DAGA 2012 vorgestellte Untersuchungen erneut aufgegriffen.
Materialeigenschaften von Musikhölzern
Peter Holsteina, Nicki Badera,
Andreas Tharandta, Andreas Bodia und Gunter
Ziegenhalsb
aSONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH; bIfM
– Institut für Musikinstrumentenbau e.V. Klingenthal
Fortschritte der Akustik – DAGA 2016
Holz ist einer der wichtigsten Werkstoffe, die bei der Herstellung von Musikinstrumenten zum Einsatz kommen. Hierbei kommen unterschiedliche Hölzer zum Einsatz. Die Hölzer müssen dabei verschiedenste mechanische und musikalische Funktionen erfüllen. Naturgemäß weißt Holz eine große Schwankungsbreite der Eigenschaften auf. Dies schließt auch die Anisotropie, die räumliche Inhomogenität aber auch natürliche unvermeidbare Materialfehler ein. Die Auswahl von geeignetem Material zum Instrumentenbau kann dabei auch ökonomisch von Bedeutung sein. Beispielsweise spielt der Artenschutz eine zunehmende Rolle bei der Auswahl und Verfügbarkeit der Hölzer. Ziel des Projektes MUSIC.US ist die Entwicklung von Verfahren und Messtechnik zur akustischen Bestimmung mechanischer Kennwerte. Aufgrund der starken Dämpfung und Streuung der Ultraschallsignale werden spezielle Anforderungen an die Messverfahren, die Prüftechnik und Prüfköpfe sowie die Auswerteverfahren gestellt. Weiterhin spielen die Schwankungen der Materialeigenschaften bei Holz eine wichtige Rolle bei der Bewertung der akustischen Kennwerte und der abgeleiteten Materialeigenschaften. Als zielführend hat sich der skalierte Einsatz von Softwaremodulen und Messtechnik erwiesen, wie sie für Laufzeit- und Nachhallmessung in Räumen eingesetzt werden kann. Die Korrelation der mit pseudo-stochastischen Folgen und mit Chirps angeregten Signale ermöglicht eine höhere Zeitauflösung als mit denen aus Ultraschall-Standardanregungen. Damit ist eine verbesserte Bestimmung der Schallgeschwindigkeiten und E-Moduli möglich.
Holstein, P.a; Ziegenhals, G.b;
Tharandt, A.a; Gillmeister, K.a; Bodi, A.a:
Application of pseudo-stochastic excitation in ultrasonic
echo experiments for improved time-resolution at low frequencies
Proceedings, World Conference on NDT, Munich 13th – 17th
June 2016
aSONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH; bIfM
– Institut für Musikinstrumentenbau e.V.
Accurate time-delay estimations are a prerequisite for the estimation of geometric dimensions by means of ultrasound pulse-echo methods. Vice versa, highly resolved sound velocity data can provide accurate material parameters when the geometric data is available. Typical applications are the estimation of the wall thickness or of Young’s modulus. The estimation can be demanding when materials are heterogeneous or highly attenuating. Typical material classes are wood and fibre reinforced plastics composite. Additional challenges are induced by the anisotropy of the material and of the acoustic parameters. Caused by the high degree of attenuation, low frequency excitation will be needed in many practical applications which results in a lowered resolution. This is caused by longer excitation pulses and broader echoes. Therefore, improved excitation techniques and signal processing algorithms will be proposed in order to enhance the accuracy and resolution of time-delay measurements. The improvements will be achieved by the application of broad-band transducers, modulated (coded) excitation pulses and wavelet-correlation analyses. Technology and algorithms will be exemplified for wood (Pernambuco, used for the bows of string instruments) and composite samples. It will be demonstrated that the method enables an improved access to time-delay based information for heterogeneous materials.