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Historische Meilensteine auf dem Weg zum modernen Schallpegelmesser

Dieser Blogbeitrag beschäftigt sich mit der Entwicklung der Schallpegelmesser, gibt einen geschichtlichen Rückblick und skizziert, welche Trends sich für die Zukunft abzeichnen. Wir werden einige der technologischen Entwicklungen und Faktoren betrachten, die die Branche verändert haben.

Angesichts rasanter Technologiefortschritte unterscheiden sich die Schallpegelmesser von heute radikal von ihren Vorgängern aus den sechziger Jahren. Dieser Blogbeitrag beschäftigt sich mit der Entwicklung der Schallpegelmesser, gibt einen geschichtlichen Rückblick und skizziert, welche Trends sich für die Zukunft abzeichnen. Wir werden einige der technologischen Entwicklungen und Faktoren betrachten, die die Branche verändert haben.

Um die großen Fortschritte zu verdeutlichen, beginnen wir in den zwanziger Jahren auf dem Times Square in New York. Eine Sendung des Nachrichtenmagazins Fox Movietone News zeigt einen Techniker der Lärmbekämpfungskommission, der aufgrund des zunehmenden Straßenverkehrs in verschiedenen Stadtteilen Schallpegelmessungen vornimmt. Mit einem Empfänger, einem Mikrofon, einem Phonographen und einem Wobbel-Testton zur Messung der „lärmbedingten Taubheit“ ausgestattet, gelangte er zu der Schlussfolgerung, dass der Lärm auf dem Times Square einen Hörverlust von 42 % bewirkt“ [sic]. Es sollten rund 30 Jahre vergehen, bevor die erste Schallpegelmessernorm verabschiedet wurde, gefolgt von Normen und Vorschriften zur Anwendung der Messgeräte.

SLM Buyers guideEINE KUNDENANLEITUNG FÜR SCHALLPEGELMESSER
Dinge, die zu berücksichtigen sind, bevor Sie Ihr Gerät auswählen

Ein neuer Messgerätetyp wird definiert 

Die erste Schallpegelmessernorm, IEC 123, legte bestimmte Kriterien fest, die Schallpegelmesser erfüllen mussten, um zugelassen und anerkannt zu werden. Die Norm erschien 1961 und mit ihr kamen die ersten im Handel erhältlichen Schallpegelmesser. Allerdings sahen diese damals ganz anders aus als heute.

 

Die Ära der Pegelschreiber und Transistoren

 

Wenn wir die Uhr um 50 Jahre zurückstellen, zeichnet sich ein Gerät ab, das wir heute als Schallpegelmesser erkennen würden. Vor dieser Zeit wurden Lärmmessungen mit schwerer Ausrüstung auf der Basis von Ventiltechnik durchgeführt. Der Techniker musste alles an den Messort transportieren und vor Beginn der Messung Eingangs- und Ausgangsabschwächer einrichten. Wenn die Messung dann im Gang war (ohne internen Speicher), wurden Pegel mit einem Pegelschreiber aufgezeichnet, wobei der Techniker Ereignisse auf dem Papierstreifen markierte. Nachbearbeitungssoftware gab es nicht und es gab auch keine anderen Möglichkeiten zur Darstellung der Ergebnisse.

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1962 erschien der Präzisions-Schallpegelmesser Typ 2203 von Brüel & Kjær – ein Gerät, das viel kleiner war als seine Vorgänger, denn es verwendete Transistoren. Zusammen mit einem Oktavfiltersatz wog der Typ 2203 nur 5 kg und war vermutlich das erste portable Schallmessgerät (allerdings brachte der Pegelschreiber weitere 25 kg auf die Waage). Doch die damalige Transistortechnik war keine exakte Wissenschaft und nicht ohne Probleme. Transistorchargen mussten im Werk nach Qualität sortiert werden, bevor sie in der Produktion verwendet werden konnten – so groß war die Variationsbreite der Widerstände.

Heute sind wir an einen Alltag voller smarter Miniaturtechnik gewöhnt. Daher erscheint uns der Typ 2203 weder besonders klein noch leicht, aber damals stellte er in Anbetracht der verfügbaren Technologie einen gewaltigen Fortschritt dar.

Die Ära der Mikroprozessoren und internen Speicher

In den achtziger Jahren nähern wir uns dem Ende der schwergewichtigen Schallpegelmesser. Dieser Prozess wurde durch das Erscheinen der Mikroprozessoren vorangetrieben. Diese boten eine höhere Verarbeitungsleistung dank integrierter Schaltungen, die mehrere Transistoren auf einem Chip kombinierten und damit die parallele Messung von bis zu fünf unabhängigen Parametern ermöglichte.

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Der erste Brüel & Kjær-Schallpegelmesser mit Mikroprozessor war der Modulare Präzisionsschallpegelmesser Typ 2231. Als Mikroprozessor wurde der kostengünstige RCA 1802 verwendet – bestimmt eine gute Wahl, denn er kam damals auch in den Raumfahrtprogrammen der NASA zum Einsatz.

Gleichzeitig mit der Entwicklung der Mikroprozessoren kam der interne Speicher, mit dessen Hilfe die Anwender ihre Daten direkt im Schallpegelmesser ablegen konnten. Etwa zur gleichen Zeit erschienen auch die ersten elektronischen Tabellenkalkulationen von VisiCalc, später Lotus Notes und Microsoft® Excel® – und persönliche Computer zur Ausführung von Berechnungen fanden immer mehr Verbreitung.

Ende der achtziger und Anfang der neunziger Jahre legte die digitale Revolution an Tempo zu – mit enormer Bedeutung für die Zukunft der Schallpegelmesser.

Digitale Signalverarbeitung

In den neunziger Jahren entwickelte sich die digitale Signalverarbeitung und ermöglichte, zusammen mit wachsender Rechenleistung, die Verarbeitung größerer Datenmengen in Echtzeit. Um beispielsweise ein Terzspektrum mit einem Schallpegelmesser aufzunehmen, der mit Analogfiltern ausgestattet war, mussten alle Frequenzbänder nacheinander einzeln gemessen werden – ein zeitraubender Prozess! Die digitale Signalverarbeitung ermöglichte Terzbandanalyse in Echtzeit, mit gleichzeitiger Messung aller Frequenzbänder. Als die digitale Signalverarbeitung sich bei den Anbietern von Schallpegelmessern durchgesetzt hatte, konnten auch detailliertere Analysen wie FFT auf einer handgehaltenen Plattform ausgeführt werden.

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Der erste Brüel & Kjær-Schallpegelmesser, der diese neue Technologie anwendete, war der Typ 2260 aus dem Jahr 1994. 

Konnektivität als Schlüssel für die Zukunft

Neben großen Farbdisplays und erweiterter Nachverarbeitung ist die Konnektivität ein zentrales Merkmal der Schallpegelmesser des 21. Jahrhunderts. Der handgehaltene Analysator Typ 2250 von Brüel & Kjær (erstmals lanciert im Jahr 2004) war technologisch verwandt mit dem PDA (Personal Digital Assistant) und hatte mit ihm vieles gemeinsam. Sein farbiges, berührungsempfindliches Display setzte neue Maßstäbe in puncto Benutzerfreundlichkeit, während USB- und Ethernet-Schnittstellen flexible, komfortable Anschlussmöglichkeiten an einen PC boten – ob im selben Raum oder auf der anderen Seite der Erdkugel. Heute können die Schallpegelmesser Typ 2250 und 2270 auch WLAN-Verbindungen herstellen, so dass Fernsteuerung vom Smartphone möglich ist, ebenso wie die Nutzung cloudbasierter Dienste für Datenspeicherung und -sharing.

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Schallpegelmesser  & Vibrationsmesser

Smarte Zukunft

Smartphones sind heute aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Diese Geräte im Taschenformat sind weitaus mehr als nur Telefone, sondern drahtlose Kommunikationsgeräte mit Mikrofon, Kamera, Lautsprecher, Beschleunigungsaufnehmer, Gyroskop und hochauflösendem Touchscreen – und ihre Rechenleistung kann mit nur wenige Jahre alten Desktop-Computern konkurrieren. Sie lassen sich mit ständig mehr Geräten und Sensoren verbinden, von Pulsmessern und Schrittzählern bis hin zu Seismografen und sogar Schallpegelmessern wie Typ 2250.

Zwar ist es unwahrscheinlich, dass Schallpegelmesser jemals die Rechenleistung und Flexibilität moderner Smartphones erreichen werden, doch die bisherige Entwicklung lehrt uns, dass Smart-Geräte allem Anschein nach großen Einfluss auf die Schallpegelmesser von morgen haben werden. Die für Smartphones entwickelten Display- , Rechner- und Wireless-Technologien werden zunehmend in Schallpegelmesser integriert und es ist auch eine Zunahme der mit Schallpegelmessern verbundenen Smartphones zu erwarten.

Wir haben einen ziemlich weiten Weg zurückgelegt, seit der gut gekleidete Messtechniker im Jahr 1929 auf dem Times Square Zahlen in ein Notizbuch eintrug und daraus Hörverlustprozente ableitete – doch Messungen von Umgebungslärm sind heute wichtiger denn je.