Akustiktechnik (eBook)

Innovationen im Bereich Schall und Vibration für Robotersysteme

Fouad Sabry (Autor)

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2025 | 1. Auflage
258 Seiten
Eine Milliarde Sachkundig [German] (Verlag)
978-0-00-069560-4 (ISBN)

Infos

Acoustical Engineering ist ein umfassender Leitfaden, der die faszinierende Welt der Akustik und Tontechnik im Kontext der Robotik erforscht. Dieses Buch wurde für Fachleute, Studenten und Enthusiasten konzipiert und bietet wertvolle Einblicke in die Schnittstelle zwischen Akustik und Robotik und behandelt verschiedene Themen, die moderne Tontechnikanwendungen prägen. Von der Lärmkontrolle bis zur Unterwasserakustik bietet dieses Buch einen tiefen Einblick in jedes Fachgebiet und hilft den Lesern, praktisches Wissen zu erlangen, das Theorie und reale Anwendung verbindet.

Akustiktechnik-Dieses Kapitel stellt die grundlegenden Prinzipien der Akustiktechnik und ihre Rolle in der Robotik vor.

Akustik-Erkunden Sie die Wissenschaft des Schalls, sein Verhalten in verschiedenen Umgebungen und seine Bedeutung in der Robotik.

Audiosignalverarbeitung-Lernen Sie die Prozesse hinter der Umwandlung, Manipulation und Verbesserung von Audiosignalen in Robotersystemen kennen.

Lärm-Verstehen Sie die Ursprünge und Auswirkungen von Lärm sowie Techniken zu seiner Kontrolle in Roboterumgebungen.

Raumakustik-Erfahren Sie, wie Raumakustik die Schallausbreitung beeinflusst und welche Bedeutung sie für das Roboterdesign hat.

Bioakustik-In diesem Kapitel wird die Rolle von Schall in biologischen Systemen und seine Anwendung in der Robotik untersucht.

Beschallungssystem-Erfahren Sie, wie Beschallungssysteme in Robotertechnologien integriert werden, um die Audioleistung zu verbessern.

Architekturakustik-Entdecken Sie, wie architektonische Prinzipien der Akustik auf Robotersysteme angewendet werden, die in großflächigen Umgebungen eingesetzt werden.

Acoustical Society of America-Verstehen Sie die Rolle dieser Gesellschaft bei der Weiterentwicklung der Akustiktechnik und ihre Relevanz für die Robotikforschung.

Hintergrundgeräusche-Untersuchen Sie, wie sich Hintergrundgeräusche auf Robotersysteme auswirken und welche Methoden zur Minimierung ihrer Auswirkungen eingesetzt werden.

Whitlow Au-Gewinnen Sie Einblicke in die Beiträge von Whitlow Au zum Bereich der Akustik und ihre Verbindung zur Robotik.

John Ffowcs Williams-Entdecken Sie die bahnbrechende Arbeit von John Ffowcs Williams im Bereich Akustik und ihre Auswirkungen auf die Robotik.

Lärm, Vibration und Rauheit-Erfahren Sie mehr über Lärm- und Vibrationsmanagement in Robotersystemen und deren Auswirkungen auf die Leistung.

Unterwasserakustik-Verstehen Sie die Herausforderungen und Techniken der Unterwasserakustik für Robotik in aquatischen Umgebungen.

ASA-Silbermedaille-Entdecken Sie die Bedeutung der ASA-Silbermedaille und ihre Verbindung zur Entwicklung von Roboter-Soundtechnologien.

Akustische Beruhigung-Erfahren Sie mehr über Methoden zur Reduzierung unerwünschter Geräusche in Roboteranwendungen zur Verbesserung der Effizienz.

Ton-Tauchen Sie tiefer in die Eigenschaften und Funktionen von Ton ein und konzentrieren Sie sich auf seine Manipulation in Robotersystemen.

Tontechniker-Erkunden Sie die Rolle von Tontechnikern bei der Entwicklung hochmoderner Soundsysteme für die Robotik.

Actran-Erfahren Sie, wie Actran, eine Spezialsoftware, zur Simulation akustischer Verhaltensweisen im Roboterdesign verwendet wird.

Manohar Lal Munjal-Erfahren Sie mehr über die Arbeit von Manohar Lal Munjal und seinen Beitrag zur Akustik und Robotik.

Sonar-Erkunden Sie die Sonartechnologie, ihre Entwicklung und ihre Bedeutung in Robotersystemen, die zur Navigation und Kartierung verwendet werden.

Textauszug

Kapitel 1 : Akustiktechnik

Die Akustiktechnik, die manchmal auch als Akustiktechnik bezeichnet wird, ist das Teilgebiet des Ingenieurwesens, das sich mit Schwingungen und verschiedenen Arten von Schall befasst. Es umfasst die Nutzung der Akustik, d. h. die wissenschaftliche Untersuchung von Schall und Schwingungen, im Bereich der Fertigung. Ingenieure, die sich auf Akustik spezialisiert haben, sind in der Regel an der Gestaltung, Analyse und Steuerung von Schall beteiligt.

Die Reduzierung von unerwünschtem Lärm, oft auch als Lärmschutz bezeichnet, ist eines der Ziele, die durch den Einsatz von Akustiktechnik erreicht werden können. Es ist möglich, dass unerwünschter Lärm erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden von Mensch und Tier hat und bei Schülern in Schulen zu Hörverlust und schlechteren schulischen Leistungen führt. Die Prinzipien des Schallschutzes fließen in Technik und Design in einer Vielzahl unterschiedlicher Verfahren ein. Dazu gehören die Einbeziehung des Lärmschutzes durch die Neugestaltung von Schallquellen, die Gestaltung von Lärmschutzwänden, Schallabsorbern, Schalldämpfern und Pufferzonen sowie die Verwendung von Gehörschutz (u.a. Kapselgehörschützer oder Gehörschutzstöpsel).

Die Akustiktechnik umfasst nicht nur die Kontrolle von Lärm, sondern auch die Nutzung von Schall für nützliche Zwecke. Beispiele hierfür sind der Einsatz von Ultraschall in der medizinischen Praxis, die Programmierung digitaler Synthesizer, die Gestaltung von Konzertsälen zur Verbesserung des Klangs von Orchestern oder die Spezifikation von Bahnhofsbeschallungssystemen, um die Verständlichkeit von Durchsagen zu gewährleisten.

Ingenieure, die sich auf Akustik spezialisiert haben, haben in der Regel einen Bachelor-Abschluss oder höher in einem ingenieurwissenschaftlichen Bereich wie Physik, Akustik oder einem anderen ingenieurwissenschaftlichen Fachgebiet. In der Regel ist ein Bachelor-Abschluss erforderlich, der eine große Menge an wissenschaftlichem und mathematischem Material enthält, um als Akustikingenieur arbeiten zu können. Akustikingenieure können sich für den Bereich der akustischen Beratung entscheiden, wo sie sich auf bestimmte Bereiche wie Architekturakustik, Umgebungsgeräusche (Umgebungsgeräusche) oder Schwingungsmanagement spezialisieren können. In verschiedenen Bereichen können Akustikingenieure für Folgendes verantwortlich sein: die Entwicklung von Autosoundsystemen; die Untersuchung menschlicher Reaktionen auf Geräusche, wie z. B. städtische Klanglandschaften und Haushaltsgeräte; die Entwicklung von Audiosignalverarbeitungssoftware für Mischpulte; und die Entwicklung von Lautsprechern und Mikrofonen für Mobiltelefone. Darüber hinaus interessieren sich Akustikerinnen und Akustiker für die wissenschaftliche Erforschung und das Verständnis von Klang. Für bestimmte Berufe, wie z. B. Professuren, ist ein Doktor der Philosophie erforderlich.

In den meisten Ländern kann der Erwerb eines Abschlusses in Akustik als erster Schritt zur Erlangung einer professionellen Zertifizierung dienen, und der Studiengang selbst kann von einer Berufsorganisation offiziell anerkannt werden. Nach Abschluss eines zertifizierten Studiums muss der Ingenieur eine Vielzahl von Voraussetzungen erfüllen, um sich schließlich zertifizieren zu lassen. Sobald der Ingenieur seine Zertifizierung abgeschlossen hat, erhält er den Titel eines Chartered Engineer (in den meisten Commonwealth-Ländern).

PACS, was für Physics and Astronomy Classification Scheme steht, ist das Klassifizierungssystem, das von der Acoustical Society of America verwendet wird. Die Teildisziplinen, die angegeben werden, basieren auf diesem System.

Das Gebiet der Aeroakustik befasst sich mit der Art und Weise, wie Lärm durch die Bewegung von Luft erzeugt wird, z. B. durch Turbulenzen, sowie mit der Art und Weise, wie sich Schall durch die flüssige Luft ausbreitet. Das Studium der Aeroakustik ist essentiell für das Verständnis der Lärmquellen, die von Windkraftanlagen und Flugzeugen erzeugt werden, sowie für die Untersuchung der Funktionsweise von Blasinstrumenten.

Sowohl die analoge als auch die digitale Signalverarbeitung werden bei der Audiosignalverarbeitung eingesetzt, d. h. bei der elektronischen Manipulation elektronischer Signale. Dies geschieht aus verschiedenen Gründen, unter anderem:

Algorithmische Ansätze zur Audiosignalverarbeitung werden von Toningenieuren entwickelt und eingesetzt.

Die Bauakustik, die oft als Bauakustik bezeichnet wird, berücksichtigt sowohl die Wissenschaft als auch die Technik, die an der Erzeugung eines angenehmen Klangs innerhalb eines Bauwerks beteiligt sind. Es ist möglich, dass sich die Architekturakustik mit der Herstellung einer guten Sprachverständlichkeit in einem Theater, Restaurant oder Bahnhof befasst; Verbesserung der Qualität der Musik in einem Konzertsaal oder Aufnahmestudio; oder die Reduzierung von Lärm, um Büros und Häuser produktiver und angenehmer zum Arbeiten und Leben zu machen. In den meisten Fällen sind Akustikberater diejenigen, die sich um die architektonische Akustikplanung kümmern.

Die wissenschaftliche Erforschung der Schallerzeugung und des Hörens bei Tieren wird auf wissenschaftlicher Ebene als Bioakustik bezeichnet. Sie kann Dinge wie die akustische Kommunikation und das damit verbundene Verhalten von Tieren sowie die Evolution der Arten umfassen; die Prozesse, die Tiere anwenden, um Geräusche zu erzeugen; die Neurophysiologie der Tiere; die Verwendung von Schall zur Überwachung von Tierpopulationen; und die Auswirkungen, die der Lärm des Menschen auf Tiere hat.

Im Bereich der Akustiktechnik befasst sich dieser Teilbereich mit der Konstruktion verschiedener Audiogeräte, darunter Kopfhörer, Mikrofone, Lautsprecher, Beschallungssysteme, Tonwiedergabe und Aufnahme. Die Verwendung von tragbaren elektronischen Geräten, die in der Lage sind, Schall wiederzugeben und auf elektroakustische Technik angewiesen sind, hat erheblich zugenommen. Einige Beispiele für diese Geräte sind Mobiltelefone, tragbare Mediaplayer und Tablet-Computer.

Es ist auch möglich, den Begriff "Elektroakustik" zu verwenden, um sich auf eine Gesamtheit elektrokinetischer Prozesse zu beziehen, die in heterogenen Flüssigkeiten ablaufen, wenn sie der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt sind.

Der Bereich der Umweltakustik befasst sich mit dem Management von Lärm und Vibrationen, die durch eine Vielzahl von Quellen verursacht werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Flugzeuge, Industriemaschinen, Freizeitaktivitäten und alle anderen Aktivitäten, die als unerwünscht angesehen werden könnten. Akustikingenieure, die sich mit Umweltakustik befassen, haben die Aufgabe, den wahrscheinlichen Lärmpegel zu messen oder abzuschätzen, einen akzeptablen Pegel für diesen Lärm festzulegen und verschiedene Methoden zu bestimmen, mit denen der Lärm bewältigt werden kann. Die Arbeit im Bereich der Umweltakustik wird in der Regel von akustischen Beratern oder Personen durchgeführt, die im Bereich der Umweltgesundheit beschäftigt sind. Neuere Studien haben viel Aufmerksamkeit auf Klanglandschaften, die konstruktive Nutzung von Klängen (wie das Geräusch von Springbrunnen oder den Gesang von Vögeln) und die Aufrechterhaltung ruhiger Umgebungen gelegt.

Das Studium der musikalischen Akustik konzentriert sich auf die Erforschung und Beschreibung der Physik der Musik und ihrer Wahrnehmung, insbesondere auf die Funktionsweise von Klängen, die in musikalischen Kompositionen verwendet werden. Die menschliche Stimme (die Physik und Neurophysiologie des Singens), die Computeranalyse von Musik und Komposition, die therapeutische Anwendung von Musik in der Musiktherapie sowie die Wahrnehmung und Wahrnehmung von Musik gehören zu dieser Kategorie. Weitere Themen, die in diese Kategorie fallen, sind die Funktion und das Design von Musikinstrumenten, einschließlich elektronischer Synthesizer.

Unter Lärmschutz versteht man eine Gesamtheit von Maßnahmen, die darauf abzielen, die Lärmbelastung zu begrenzen. Zu diesen Taktiken gehören die Verringerung des Lärms an der Quelle, die Verhinderung der Schallausbreitung durch den Einsatz von Lärmschutzwänden oder ähnlichen Strukturen oder das Tragen von Gehörschutz wie Gehörschutzstöpseln oder Ohrenschützern. Die Einrichtung einer Kontrolle am Entstehungsort ist die effizienteste und wirtschaftlichste Methode zur Lärmminderung. Der Begriff "Noise, Vibration, and Harshness" (NVH) bezieht sich auf die Konstruktion von Lärmschutztechnik, die für Autos und Lastkraftwagen verwendet wird. Die Verwendung von Schwingungsisolierung, das Auftragen von Schalldämpfern und die Installation von Schallschutzhauben sind weitere Methoden, die zur Reduzierung von Produktgeräuschen eingesetzt werden können. Der Bereich der Akustiktechnik kann mehr als nur Lärmmanagement umfassen. Es kann auch untersucht werden, was der optimale Klang für ein Produkt ist. Zum Beispiel kann es verwendet werden, um das Geräusch von sich schließenden Türen von Autos zu manipulieren.

Ein Forschungsgebiet, das als Psychoakustik bekannt ist, versucht zu verstehen, wie Menschen auf die Geräusche reagieren, die sie hören, sei es ein lautes Geräusch, das stört, oder Musik, die schön ist. Wenn es um mehrere Teilbereiche der Akustiktechnik geht, dient der menschliche Zuhörer als ultimativer Richter darüber, ob ein Entwurf erfolgreich ist oder nicht. Zum Beispiel kann ein menschlicher Zuhörer bestimmen, ob die Schalllokalisierung in einem Surround-Sound-System effektiv ist oder nicht. Das Ziel des Gebiets der Psychoakustik ist es, einen Weg zu finden, die physiologischen und psychologischen Reaktionen, die durch akustische Reize hervorgerufen werden, mit allen wissenschaftlichen,...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 2.1.2025
• Übersetzer: Daniel Hueber
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• ISBN-10: 0-00-069560-2 / 0000695602
• ISBN-13: 978-0-00-069560-4 / 9780000695604