Bodenmikrofon bauen

Jun 27, 2023 Last reply: 2 years ago 357 Replies

Selbstverständlich habe ich das begriffen, von Anfang an, und zwar korrekt. Ich kenne seit den 1970er Jahren alte Seismographen mit einer aufgehängten trägen Masse von vielleicht 500 kg. An dieser Masse war eine Schreibfeder befestigt, und das Schreibpapier bewegte sich unter der unbewegten Schreibfeder.

Es kommt mir so vor, als ob die Wirkung der Feder trotz mehrfacher Erklärung bisher nicht begriffen wurde.

Und zwar wirkt die Feder wie eine starre Stange - für das Signal! Und an ihrem unteren Ende ist eine feststehende träge Masse befestigt.

Gleichermaßen will man meine Feder nicht begreifen.

Analogie: Eine Autokarosserie steht auf abgestimmten Druckfedern (ohne Stoßdämpfer). Die Federn werden durch das Gewicht um 10cm zusammengedrückt. Berührt man die Karosserie kräftig, dümpelt diese eine Weile weich vor sich hin.

-------- Es werden nun wesentlich stärkere Federn eingesetzt. Diese werden nur um 1cm zusammengedrückt. Eine wirksame Federung ist folglich praktisch nicht mehr vorhanden. Die Straße schlägt ohne Entkopplung hart durch bis zur Karosserie. Beinahe so, als ob die Federn starre Stangen wären. Nur sehr hohe Frequenzen werden gedämpft.

-------- Ist meine Feder nun verstanden worden? Für hohe Frequenzen wirkt die Feder nahezu wie eine Stange!

Folglich eine Stange am Piezo, an der Stange eine träge Masse. Also identisch mit dem Schraubengewicht-Konzept - bis auf die Frequenzselektivität!

Ich habe ein Bauelement für mechanische Frequenzfilter eingesetzt.

Genau das meine ich doch. Ab einer gewissen Frequenz (vielleicht 300 Hz) sind meßbare Spannungen vorhanden.

Ja, sagte ich bereits. Die Ladung verfliegt schnell.

Anders herum ist jedoch DC möglich. Eine angelegte DC-Spannung verformt den Piezo dauerhaft (?). Das widerspräche dem kapazitiven Charakter.

Das erinnert analog an Wärmeleitpaste.

Und an eine Kugelstoßkugel, die als Beschwerung genommen werden könnte. Preßfläche und -Druck werden größer.

Asphalt ist akustisch tot.

Am 10.07.2023 um 21:26 schrieb Bernd Mayer:

Wie gesagt, ich habe ne Action-CAM in die Ohrmuscheln gesteckt, um das aufzunehmen. Auf den eigenen Ohren ist es ein wenig besser.

Ja, die AGC des MAX9814 begrenzt das aber.

Hat mich jetzt nicht so gestört.

Nette Idee.

Vermutlich 2x300 Ohm (Standard für Aviation Headsets)

Ja

Nein.

Michael

sehr schön! freut mich, dass es geklappt hat!

Falls vom Piezoelement noch was übrig ist. So ein dünnes Scheibchen an so eine dicke Schraube zu löten, würde ich mich wegen des erheblichen Unterschieds in der thermischen Masse jedenfalls nicht trauen. Das war zwar mit einem ungeregelten Lötkolben, aber sagen wir so: Ich hatte schon beim Löten von normalen Anschlußdrähten durchaus wechselnden Erfolg. Disclaimer: Ist eine Weile her, die Qualität mag sich gebessert haben.

Das kommt noch hinzu.

Volker

Am 10.07.23 um 21:27 schrieb Helmut Schellong:

MannoMannoMann - Herr, lass Hirn regnen.

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V.

Ist ein Satz von mir falsch?

Am 04.07.2023 um 19:46 schrieb Michael S.:

Heute war noch ein lokaler Dienstleister mit Bodenmikrofon da. Die haben meinen Fund bestätigt. Das professionelle Gerät hat neben dem Kopfhörer noch ein Display mit Lautstärkeanzeige. Man kann durch Tastendruck beim Vorrübergehen dann jeweils den Pegel abspeichern und den Lautstärkeverlauf vergleichen. Am Maximum gräbt man dann und findet den Rohrbruch im Idealfall auch dort. Spannender war das Fachsimpeln und die Fälle, in denen das nicht funktioniert.

Am 11.07.2023 um 17:02 schrieb Michael S.:

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Michael

Volker Bartheld schrieb:

Ich habe bestimmt mehrere Dutzend von den Dingern verlötet und auch etliche entlötet, aber kaputtgegangen ist mir da nicht ein einziger. Bei mechanischem Zug am angelöteten Draht hingegen reißt gerne ein Stückchen aus der Scheibe raus.

Guido

Michael S. schrieb:

Also die grundlegende Idee, statt der schweren Masse eine träge Masse zu verwenden, finde ich geradezu bahnbrechend. Der olle Albert mit seinen ohnehin nur relativen Theorien ist doch Schnee von vergangenen Jahrtausenden.

Am besten nimmt man die gewünschte Masse, etwa aus Blei, oder bei Bedenken toxikologischer Art besser Gold, und trennt den trägen Teil vom schweren. Das Abfallprodukt schwere - aber nicht träge - Masse, kann man zu Fantasiepreisen an die Formel 1 verkaufen. Über alles rechnet sich das. Garantiert.

Volker Staben schrieb:

Zitat:

- Druckbelastbarkeit bis 1000 N

- Zugbelastbarkeit bis 5 N

Eben. Genaugenommen wäre es also günstiger, wenn man die seismische Masse auf dem Piezo stehend und nicht unterhalb ziehend montiert. Aber wenn's hält... Kann mir schon vorstellen, dass der Piezo- wasauchimmer leidet, wenn das Gerät mal zu forsch hingestellt wird.

Sorry, hier hast Du Dich verrannt. Michael schrieb vermutlich bewußt

*nicht* Verzicht auf schwere Masse sondern auf Gewichtskraft und verwies zu recht auf die Schwerelosigkeit. Wenn man es sinnvoll mechanisch ankoppelt, also aufdrückt, (das Mikrphongehäuse, der Schwingkörper hat ja gerade keinen Kontakt) dann funktioniert das Mikrophon auch auf der ISS. Ich würde ja anbieten, das zu beweisen, aber gerade diesen Monat wird das Haushaltsgeld etwas knapp. Ich vertraue aber darauf, daß Du es selbst merkst.

Hi Axel,

Du solltest Deinen Ironiedetektor mal wieder polieren.

Marte

Hi Michael,

Das ist in Bezug auf Deine Anpassung vom Messingstück (oder flächige Ankopplng eines stabileren Aufsetzstücks) nicht relevant. Spannend ist bei der derzeitigen Diskussion die Ankoppling an das Piezoelement. Da hier von Körperschall die Rede ist, ist das eine sehr "hochohmige" Ankopplung mit viel Kraft uns wenig Weg. Luftschall ist hingegen nahe am "Kurzsschluss", mit wenig Kraft und viel Weg. Egal auf wie kleinen Punkten Du die Standplatte ankoppelst, es wird Körprschall bleiben, insbesondere die Ankopplung von der Standplatte (oder dem Messingrohr derzeit) an das Piezomaterial.

Der Effekt dürfte hier minimal sein. Beim Ultraschall nimmt man genau deshalb die Gelschicht, um den Impedanzsprung zur Hautoberfläche zu minimieren. Das im Kontakt zum Asphalt zu machen scheint mir wenig zielführend zu sein. Du koppelst aber auch keine Körperschalleistung in den Boden ein, das macht ein großes Problem weniger als bei Ultraschall-Echomessungen.

In Deinem Fall tatsächlich. Du solltest beim Körperschall - Dein Körperschall i Asphalt ist deutlich "hochohmiger" als meine Körperschallquellen in Menschen ;-) - auf extrem "hochohmiger" Anpassung achten. Der Biegeschwinger auf der Messingscheibe ist ja ene Art Impedanzanpassung, um die "hochohmige" Dickenschwingung der Piezoscheibe besser an die "niederohmige" Luft anzupassen.

Marte

Hi Michael,

Gratulation. Was haben die dazu gesagt, dass Du den Bereich schon markiert hattest?

An sich eine einfach zu implementierende Funktion.

Spannend. Hier spricht die Praxis ;-)

Passt. Der weiche Rand fängt wohl in der Regel den Hauptimpuls auf und entlastet damit den Piezo.

Marte

Am 12.07.2023 um 06:39 schrieb Marte Schwarz:

Meiner war sich auch unsicher.

Am 12.07.2023 um 08:24 schrieb Marte Schwarz:

kurze Verwunderung. War kein großes Thema. Den Bauunternehmer hats mehr interessiert. Der wollte damit unbedingt auch mal drübergehen und hören.

Würde trotzdem ein Vielfaches der Zeit benötigen, die ich bisher reingesteckt habe. Alternativ ne Bargraphanzeige oder ein Zeigerinstrument mit vorgeschaltetem Poti.

In meinem Fall benutzt mein Ohr das Grundrauschen als Referenzpegel. Damit ist relativ leicht die lauteste Stelle zu orten. Ohne Grundrauschen oder bei deutlich lauterem Rohrbruch stelle ich mir das deutlich schwieriger vor. Zumal bei der aktuellen Lösung dann auch noch die AGC Verwirrung stiften würde.

Feintuning dann vielleicht beim nächsten Rohrbruch ...

Es gibt zu diesem Thema viele Mißverständnisse und immer wieder Fehlinterpretationen.

Ich habe mich bemüht, eine robustere mechanische Konstruktion zu finden. Und ich habe sie gefunden, so daß das Mikrofon auf der Erde in jeder beliebigen Betriebslage operieren kann. Im Weltraum auch. Harte Stöße werden verdaut. Es geht nicht darum, daß Michael das umsetzt.

Ein angehängtes Gewicht von 5 g ist gewiß nicht viel.

Ich werde beweisen, daß eine Schraube ohne Schaden angelötet werden kann.

Sprich: Man hängt an die semiprofessionelle Version einen Arduino und ein LCD, 3D-druckt ein hübsches Gehäuse, dann kann das Ding Sachen tun, von denen träumt man nur. ;-) Inklusive Triangulation.

Volker

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