Neu-Entwicklung: Laser Mikrofon

[Tastendilettant]

Hi,
eigentlich verirre ich mich ja nicht in diese Abteilung, aber vielleicht ist das hier für den einen oder anderen interessant. Die Firma "Schwartz Engineering" stellt eine Neuentwicklung vor, es handelt sich um ein Mikro, das nicht mehr mit einer Membran arbeitet sondern mit einem Laser, der Partikelbewegungen messen und umsetzen kann. Das Ganze ist aber noch nicht serienreif. Wäre es Software, würde man es wohl eine Alpha-Version nennen.

http://www.golem.de/0909/69984.html

 

[engineer]

Auch (oder weil) das Thema alt ist, ein Comment: Nachdem in den letzten 8 Jahren kein solche Mikro auf den Markt gekommen ist, gehe ich mal davon aus, dass die Idee nicht käuflich zu erwerben sein wird. Ich spare mir mit Hinweis auf das Funktionsprinzip mal die spitze Bemerkung, dass sie "in Rauch aufgegangen ist", aber man muss schon sagen dass die Idee lustig ist, wenn man sich vor Augen führt, wie turbulente Partikelströne sich bewegen. Solche Messprinzipien gibt es im übrigen auch bereits im Bereich der Molekularbiologie sowie auf dem Gebiet der Fluidmessung. Ich selber habe mich schon vor Jahren damit befasst. Patente dazu stammen vielfach aus den 90ern.

Für den, den es technisch interessiert: Mit Laserinterferenz lassen sich Auflösungen realisieren, die in den Bereich einiger Vielfacher der Wellenlänge liegen und mit rund 10-50MHz detektiert werden können. Eine Audioschwingung im Bereich von einigen Zentimetern (Basslautsprecherelongation) lässt sich da etwa 100-500x genauer auflösen, als man es braucht.

 

[The_Dark_Lord]

Ein Absolvent der der TU Wien (Doppelstudium Techn. Physik und Tonmeister) hat sowas ähnliches auch mal entwickelt, hat aber soweit ich das mitbekommen habe große Probleme mit Hintergrundrauschen.

 

[engineer]

Ja, thermisch bedingtes Rauschen der Luftmoleküle ist bei Mikros auch ein Problem. Das habe ich beim Ultraschall gelernt. Daher lassen sich die Membranen bei konventionellen Mikros auch nicht beliebig leicht bauen und es braucht einen gewissen Schalldruck.

 

[Laguna]

Hi,

Die Idee an sich finde ich witzig!
Thermischer Drift von Luftmolekülen ist ja ungeordnet, also sollte sich das Problem mit dem Hintergrundrauschen doch durch ein größeres Volumen oder noch besser durch Korrelation von zwei "Messungen" (analog zur symmetrischen Signalführung) beheben lassen?

So Far...
Laguna

 

[engineer]

Nee, da gibt es ja keine Symmetrie, die man korrelieren könnte, um das zufällige Rauschen auszublenden. Da geht nur Filterung. Laser haben zudem noch so einige andere Spezialitäten, die die Auswertung schwierig macht. Klar, Machen kann man viel, aber bei 90% solcher Entwicklungen braucht es Signalverarbeitung in DSPs und das sprengt schnell den Kostenrahmen. Ich selber habe Patentierte Entwicklungen getrieben, die teilweise auf der Halde liegen, weil es sich nicht rechnet. Schau Dir doch mal an, was die große Masse für ein Mikro zu zahlen bereit ist. Das allein wäre mir als Projektleiter schon Info genug, für solch eine Forschung kein Geld auszugeben

 

[The_Dark_Lord]

Die Anwendung liegt da klarerweise nicht bei Studiomikrofonen - bei den zu erwartenden Stückzahlen wäre kein leistbarer Preis möglich, um die Entwicklungskosten zu rechtfertigen.

Aber überall da wo zb magnetisierbare materialien nicht anwendbar sind weil man sich in Umgebung von sehr starken Magneten befindet (zB Teilchenbeschleuniger) wird das wieder interessant..

 

[engineer]

Bei einem Teilchenbeschleuniger reicht es sicher, das Mikro irgendwo im Bereich der Cafeteria aufzustellen, um mitzubekommen, wenn das Experiment gekppt hat, denn alles, was der Kollisionskammer näher kommt, als 10m nimmt nur einen gewaltigen Schlag auf. Ich denke mal, dass man innendrin bequem am akustischen Maximum von (Ich glaube) 178 dBspl ist, sofern das da überhaupt noch gilt, bei dem Druck

Richtig hohe Feldstärken werden im Übrigen bei MRTs erreicht und da lassen sich Mikro betreiben.

 

[Laguna]

... Auch in einem MRT hat man ja hauptsächlich Lärm von den Maschinen.

So Far...
Laguna

 

[The_Dark_Lord]

Ich denke mal, dass man innendrin bequem am akustischen Maximum von (Ich glaube) 178 dBspl is

Das entspricht einfach nur dem statischen Luftdruck - das heißt nicht, dass der Luftdruck nicht auch ansteigen kann.

Ich war noch nie in einem Teilchenbeschleuniger wenn er aktiv ist, kann dir nicht sagen ob da überhaupt etwas Schalldruck erzeugt in einem Maße dass man das hören kann oder nicht.
Würd ich jetzt zuerst mal gar nichts drauf verwetten, schließlich kollidieren da keine Kanonenkugeln sondern ziemlich (!) kleine Teilchen.
Im Atomreaktor (oder wie's bei uns heißt: "Neutronenquelle") an der Uni ist es ja auch ziemlich ruhig, mal abgesehen von den Elektromotoren die die Brems- und Regelstäbe rausziehen und wieder absenken, und das macht grade mal ein bisschen "wrrrrrr".


Wen's interessiert, ein kurzer Artikel über die TU-Wien-Variante des Lasermikrofons:
https://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_detail/article/6759/
https://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_detail/article/9096/

 

[dabbler]

Ich war noch nie in einem Teilchenbeschleuniger wenn er aktiv ist, kann dir nicht sagen ob da überhaupt etwas Schalldruck erzeugt in einem Maße dass man das hören kann oder nicht.

https://www.quora.com/What-does-the-Large-Hadron-Collider-sound-like-in-operation


http://lhc-collimation-project.web.cern.ch/lhc-collimation-project/sounds_and_movies.php
http://lhc-collimation-project.web.cern.ch/lhc-collimation-project/sounds_and_movies.php

Der Einschlag von so einem Beam knallt ganz nett.

 

[The_Dark_Lord]

Das klingt jetzt eher nach einem durchdrehenden Elektromotor

Arbeitest du am Cern? Hast du's gehört?

 

[dabbler]

Nein, arbeite ich nicht. Entsprechende Aufnahmen sind unter dem letzten Link zu finden.

"beam on beam dump TED" ist die Aufnahme von den Beam Dumps in denen der Beam normalerweise entsorgt wird (Schutzentsorgung oder am Ende seiner Produktivität, wenn die "Leuchkraft" abnimmt und ein neuer Fill gemacht wird). Siehe auch: http://www.lhc-facts.ch/index.php?page=beamdump für ne schöne Erklärung. Wikipedia: "The most challenging beam dump design to date is that of the Large Hadron Collider. Each of the two beam dumps, in case, for instance, of a dipole magnet quench, must be able to dissipate 362 MJ of beam energy in the 90μs circulation time, which equates to a power of 4TW."

"beam on carbon-carbon jaw" ist wenn ein Beam in einem der Kollimatoren (die dafür sorgen, daß der Beam focussiert ist) einschlagen.

Die Aufnahmen sind aber bei nomineller Injektionsenergie von 450GeV aufgenommen, also quasi mit "Standgas-Energie" des LHC Beams, mit nur 2/4 Protonen-Batches.

Ich hatte irgendwann mal bessere Aufnahmen von den TED Beam Dumps gehört, IIRC sogar bei hoher Energie.

 

[engineer]

Mir fällt gerade ein, daß die meisten Beschleunigerkanäle evakuiert sind / sein dürften, daher ist da nichts mit Schallausbreitung. Allerdings dürften die magnetischen Feödstärken hoch genug sein, dass man was hört und sieht, weil im Hirn direkt Strom erzeugt wird. Beim zu schnellen Reinschieben von Probanden in ein MRT ist das mitunter so.

 

[dabbler]

Mir fällt gerade ein, daß die meisten Beschleunigerkanäle evakuiert sind / sein dürften, daher ist da nichts mit Schallausbreitung.

Die Beschleunigerrohre ja (es sind zwei, mit gegenläufigen Beams), dort herrscht Hochvakuum. Wäre doof wenn man zu viele sinnlose Zusammstöße mit Schwebstoffen bekäme. Zudem noch Vakuum (nicht ganz so krass) in den supraleitenden Magneten und in den Heliumversorgungsrohren.

Aber gibt trotzdem noch ne Menge Kram außerhalb des Vakuums der Geräusche macht. Spätestens wenn der Beam irgendwo einschlägt.