Ultraschall <-> Schalldruck

[colonel2601]

Hallo,

ich würde gerne einen tragbaren Ultraschall-Sender verwenden, damit mein Bot mir folgen kann. Dieser würde also einfach ein Dauersignal von 40kHz abgeben, dass der Bot dann orten soll. Wie ich dem Datenblatt meines US-Senders entnehmen kann, gibt der schon bei 4V ca. 110dB SPL (sound pressure level) ab, bei 15V sind es schon 120dB.

Laut dieser Seite (http://www.akustikschrank.de/html/was_ist_larm.html) liegt dass ungefähr bei der Lautstärke eines startenden Düsenjets.

Ich höre das Geräusch aufgrund der hohen Frequenz also nicht, aber es belastet aufgrund des Schalldrucks mein Gehör nicht unerheblich.

Deswegen meine Frage: Können durch Ultraschallwellen Gehörschäden entstehen? Und was ist mit den tausenden Bots, welche Ultraschall zur Navigation einsetzen (die schreien zwar nur kurz, dafür aber öfter 8-[ ).

Gruß,
Colonel2601

[colonel2601]

Hmm,

bisher konnte ich nur in Erfahrung bringen, dass die Schallintensität (und damit die Schall-Leistung) direkt abhängig sind von dem Produkt der Amplitude und der Frequenz (der ganze Term ist auch noch quadratisch usw., aber diese beiden werden zumindest direkt multipliziert). Also beträgt bei gleicher Intensität die Amplitude eines Ultraschallsignals von 40kHz nur 1/40 der Amplitude einer Schwingung von 1kHz.

Ich konnte nur bisher nicht rausfinden, was das Gehör schädigt... Die übertragene Leistung oder die Amplitude des Schallsignals?

Wie sieht das denn bei euch aus? Haltet ihr unbesorgt euren Kopf vor's Sonar? Immerhin wird in der Medizin Ultraschall neben der ungefährlichen Methode zur Fötuskontrolle auch eingesetzt, um z.B. Nierensteine zu zertrümmern...

Gruß,
Colonel2601

[Manf]

Ich habe mir die Quelle schon angesehen, ich hoffe auch auf einen Hinweis von medizinischer Seite.

Die Ultraschallwandler werden schon seit Jahrzehnten im Hobbybereich eingesetzt ohne dass von Gefährdungen gesprochen wird.

Die Amplitude des Schallsignals ist sicher nicht allein für die Gefährdung hernazuziehen denn die steigt ja mit abnehmender Frequenz ebenso an. Eine Schädigung des Gehörs findet wohl in dem Frequenz-Bereich statt in dem man gut hören kann. Höchstwahrscheinlich ist die Schmerzgrenze in der Hörkurve ein Indiz für die Gefahr.

Mal sehen was noch an Meinungen kommt.
Manfred

[robocat]

bin zu müde zum viel nachdenken, deshalb nur 3x kurz gebrainstormed:

- rensonanz findet (wie manf ja anklingen (^^) lässt) nur im resonanzbereich statt. somit schwingen diese knöchelchen im ohr bei ultraschall nicht stark mit, somit ist alles gut.

- radioaktive strahlung nimmt man auch nicht als schmerz wahr, und man verreckt u.U. trotzdem. also alles schlecht.

- in grossbritannien wird gerade ein gerät vermarktet, das bei jungen menschen unangenehme/schmerzhafte empfindungen auslöst, von älteren leuten dagegen nicht wahrgenommen wird.

so als persönliche meinung glaube ich nicht, dass einem mehr schaden entsteht, als wenn man großstadtluft schnauft tagein tagaus oder als wenn man sein handy ständig ans ohr presst.

dies ist aber alles nicht als hinweis von medizinischer seite zu verstehen.

gruesse

[uwegw]

- in grossbritannien wird gerade ein gerät vermarktet, das bei jungen menschen unangenehme/schmerzhafte empfindungen auslöst, von älteren leuten dagegen nicht wahrgenommen wird.

Das ist nicht schwierig zu bauen: man nehme eine ausreichend hohe Frequenz (ich höre noch bis etwa 14000 Hz, bei älteren Leuten ist schon eher Schluss), und strahle sie über nen starken Lautsprecher aus...

[Madgyver]

Geht das nicht auch mit Musik aus der Disco Zeit?

[Manf]

Hier sind zwei Bilder zum Hörvermögen.
Vielleicht gibt es aussagekräftigere Bilder zum Thema.
Ich habe nur überlegt, ob man im ersten Bild den Anstieg der Lautstärkekurven und speziell der 120 Phon Kurve für höhere Frequenzen bis 40kHz extrapolieren könnte, wenn man erst einmal sonst nichts hat.
Manfred

http://arbmed.med.uni-rostock.de/lehrbrief/gif/hoerkurve.gif
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:t7XSfh0cBA5_2M:http://arbmed.med.uni-rostock.de/lehrbrief/gif/hoerkurve.gif
http://www.akustik.braune.org/material/hoervermoegen/audiogramm.jpg
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:XVnLbE9hs7hp7M:http://www.akustik.braune.

[colonel2601]

Hallo Manf,

die 120-phon-Kurve gibt die Schmerzgrenze des menschlichen Gehörs bei den verschiedenen Frequenzen wieder, oder irre ich mich hier? Damit wird sie vermutlich bei 40kHz gegen Null tendieren, da die passenden Rezeptoren fehlen.

Es sind halt viele Effekte, die hier mit einwirken. Z.B. das Trommelfell: Schwingt es bei 40kHz überhaupt noch mit? Und was ist mit den kleinen Knochen, die den Schall in Richtung Innenohr übertragen? Werden evtl. deren Verbindungen durch die "Ultraschallreinigung" geschädigt?

Mir ist auch noch nicht ganz klar, wodurch der Hörverlust eigentlich ausgelöst wird. Sind es nur die schwingenden Rezeptorhaare in der Schnecke, welche dann abbrechen, wenn eine Schwingung auf ihrer Resonanzfrequenz mit zu großer Amplitude einwirkt? So weit ich weiß, gibt es am Eingang der Schnecke noch Rezeptoren, welche die Empfindlichkeit regeln, sodass eben leisere Geräusche differenzierter wahrgenommen werden als laute. Diese sind also nicht frequenzselektiv, und die Weiterleitungen dieser Information ist bei Schwerhörigen vermindert.

Vielleicht gibt's hier ja wirklich noch nen Mediziner, mein Onkel (ist Frauenarzt ;-) konnte mir da auch keine genaue Antwort geben...

Gruß,
Colonel2601

[colonel2601]

So, von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin gibt es vom 1980 bis jetzt genau 2 Publikationen zu diesem Thema, ich habe beide bestellt und werde berichten, wenn ich sie gelesen habe.

Einen kurzen Abriß aus dem Dokument "Biologische Wirkung von
luftgeleitetem Ultraschall" habe ich schon per Mail bekommen:

"Ultraschallgeräte für industrielle Anwendungen, wie Reinigen, Schweißen oder Bohren, kommen zunehmend in Anwendung. Damit stellt sich die Frage nach möglichen gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch berufliche Exposition im Ultraschall. Das menschliche Ohr kann Höreindrücke bis mindestens 40 kHz wahrnehmen. In Laborexperimenten ließ sich wiederholt eine zeitweilige Hörschwellenverschiebung durch Ultraschall-Einwirkung feststellen. Einzelne epidemiologische Studien weisen darauf hin, daß eine Beeinträchtigung des Hochtongehörs oberhalb 8 kHz bei langfristiger Exposition nicht ausgeschlossen werden kann.

Bezüglich der extraauralen Wirkungen ist aus tierexperimentellen Untersuchungen bekannt, daß thermische Wirkungen durch direkte Übertragung luftgeleiteten Ultraschalls auf den Körper vorhanden sind. Auch in Laborexperimenten am Menschen sind Temperaturerhöhungen an der Körperoberfläche und in Hautfalten beobachtet worden. Weiterhin wurden solche Effekte, wie Gleichgewichtsstörung, Schwindelgefühl und Kopfschmerz, festgestellt."

Scheint also auf den ersten Blick nicht ganz harmlos zu sein...

Gruß,
Colonel2601