De akoestische camera: bronlocalisatie door beamforming

Een heiende snelslaghamer produceert veel geluid. Nabij een woonwijk leidt heien, zeker in de nacht, bijna gegarandeerd tot geluidshinder. Volledig omkasten van een hei-installatie is vaak geen werkbare optie, omdat werklieden steeds een nieuwe paal in moeten draaien. Het is beter om alleen het gedeelte dat voor de grootste geluidemissie zorgt te omkasten. Met een traditionele geluidsdrukmeter is het vinden van de belangrijkste bron een heikele, zo niet onmogelijke opgave. Wij achterhaalden de maatgevende bron van een snelslaghamer daarom met een meer geavanceerd instrument: een akoestische camera. Door middel van beamforming brengen wij het geluid in beeld.

Impulsachtig geluid

Voor een klant in de bouw onderzochten wij de geluidstraling van een mobiele snelslaghamer. De installatie wordt gebruikt om de stalen buispalen van een geleiderail in de grond te slaan. Dit produceert een hoop lawaai en moet vaak ’s nachts gebeuren. Met overlast en slaapverstoring bij omwonenden tot gevolg. De aard van de activiteit draagt hier nog eens extra aan bij: niet voor niets geldt volgens de HMRI 99 een straffactor van 5 dB voor impulsachtig geluid. In het frequentiespectrum is iedere hamerslag te herkennen als een kortstondig, breedbandig signaal, zoals te zien in onderstaand spectogram van de meting.

Bronlocalisatie door beamforming

Om de geluidemissie op effectieve en werkbare wijze te reduceren, bepalen wij eerst de maatgevende geluidsbron. Is het de hamer, het heiblok, of straalt de hele heipaal geluid af naar de omgeving? Geluidsdrukmetingen bieden geen soelaas. Daarom hebben wij de geluidsuitstraling van de heimachine met een akoestische camera geanalyseerd. Een akoestische camera bestaat uit een tweedimensionele reeks van microfoons. Elke microfoon heeft een andere afstand tot de bron. Daardoor zit er een subtiel verschil in het invallende geluidsignaal. Door middel van algorithmes wordt berekend waar de bron zich precies bevindt. Deze methode heet beamforming.

Effectief omkasten

Onderstaand figuur toont het resultaat van de metingen met de akoestische camera. De belangrijkste bron is weergegeven in donkerrood. In het linker figuur zien we de heimachine zonder geluidsreducerende maatregelen. De maatgevende bron bevindt zich daar waar de slaghamer de paal raakt, ter hoogte van het heiblok. Het figuur geeft onmiddellijk inzicht in oplossingsrichtingen: een omkasting van het heiblok pakt de belangrijkste bron aan.

Om het geluid te reduceren is de installatie ter hoogte van het heiblok omkast met een geluidsabsorberende heimuts. Met de akoestische camera hebben wij het effect van deze geluidsmaatregel in kaart gebracht. De resultaten van de meting zijn weergegeven in de onderstaande rechter figuur. Uit de visualisatie blijkt dat de maatgevende bron nu niet langer ter hoogte van het heiblok zit, maar een halve meter lager. De heipaal zelf is de maatgevende bron, en straalt over de gehele lengte uit. Overigens is de kleurcodering in beide figuren niet hetzelfde; ze dienen ter illustratie van de bronpositie, en niet van absolute geluidsvermogens. Uit analyse en vergelijking met geluidsdrukmetingen blijkt dat de geluidemissie van de snelslaghamer mét muts 5 dB lager ligt, dan dezelfde installatie zonder muts.

Oplossing

Met behulp van de akoestische camera vonden wij de maatgevende bron van de heimachine. Door eerst deze bron te lokaliseren, bepaalden wij de meest effectieve geluidsmaatregel. Zo kon met zo min mogelijk middelen een significante geluidsreductie worden behaald. Met behulp van een akoestische camera analyseren wij de geluidemissie op locatie, en visualiseren wij de aard van het geluidsprobleem.

Oktober 2018

 
Actueel type:
Blog
Blog

Gezond bouwen op hoogbelaste locaties

 
Geen decibels bestrijden, maar een aangenaam akoestisch klimaat creëren. De gedachte van...