Entwicklung eines Infraschall-Messsystems zur Bestimmung der Einfallsrichtung

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde Software für ein Raspberry Pi-basiertes und modular erweiterbares Infraschall-Messsystem entwickelt. Ziel ist es, unter Verwendung von mindestens zwei solcher Systeme Infraschall-Emissionen von Windkraftanlagen zu erfassen, die Einfallsrichtung zu bestimmen und mittels Triangulation die Quelle zu lokalisieren. Zu Datenerfassung wird ein am Raspberry Pi angeschlossener AD-Wandler sowie verschiedene, für Infraschall geeignete, Sensoren (Differenzdruckaufnehmer, Geophone, Mikrofon) eingesetzt. Zur Sicherstellung der Synchronisation beim parallelen Betrieb mehrerer Messstationen wird eine Kombination aus Synchronisation per NTP und Verwendung einer Hardware-Uhr (RTC) genutzt. Darüber hinaus wurden sowohl der Drift der RTCs zweier Messsysteme, als auch deren Systemzeiten experimentell erfasst. Zusätzlich wurde ein korrelationsbasiertes Verfahren zur nachträglichen zeitlichen Synchronisation der Zeitreihen zweier Messsysteme mithilfe simulierter DCF77-Zeitreihendaten evaluiert. Die entwickelte Softwarelösung umfasst eine REST-basierte Web-API, einen Worker zur Ausführung von Messungen sowie eine grafische Benutzeroberfläche zur intuitiven Bedienung. Erste Messungen zeigen, dass das System prinzipiell zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Infraschall geeignet ist und somit einen wertvollen Beitrag zur Lokalisierung von Schallquellen leisten kann.