Tanzen und Infraschall

In der Nacht vom 13.04. auf 14.04. wurde eine 8-Stundenmessung in der Küche gestartet. Das Frequenzspektrum dieser Messung ist im nächsten Plot dargestellt.

Spektrum 8-Stunden Nachtmessung

Überraschend sind die klar ausgeprägten Peaks bei 2,275 ud 2,51Hz. Der erste Verdacht in diesem Frequenzbereich wäre natürlich das Windrad. Aber im Spektrogramm sind keine Linien in diesem Bereich zu erkennen:

Spektrogramm 8H Messung

Man erkennt lediglich die Linien der Mälzerei, die bekannten Bankendeckenschwingungen bei 6Hz und im Bereich 1-4 Hz bei größerer Ruhe ein paar Bänder, die vom Windrad stammen könnten. Klare Bänder bei 2,275 und 2,51Hz fehlen.

Wie kommen diese Peakspitzen in das Frequenzspektrum?

Am Anfang des Spektrogramms ist fast alles gelb. Das bedeutet, dass es hier die Pegel über 40dB liegen und nicht mehr weiter aufgelöst wurden. Im nächsten Plot wurde die dB-Auflösung auf 20-80 gestreckt.

Spektrogramm 8H Messung - 20-80dB

Jetzt ist der vormals gelbe Bereich feiner aufgelöst und man erkennt zwei ganz kleine leuchtende Bänder bei den Frequenzen 2,275 und 2,510Hz. Das nächst Spektrogramm zeigt den Bereich vergrößert:

Spektrogramm Zeitauschnitt

Ganz deutlich sieht man jetzt die waagrechte Line bei 2,510Hz von 22:20:40 bis 22:23:40 sowie die 2,275Hz Linie von 22:23:40 bis 22:26:40. Danach schließt sich noch ein dritter Bereich bis 22:30:00 an. Eine waagrechte Linie ist bei  2,075Hz zu erahnen. All diesen drei Zeiten gemeinsam ist, dass die Balkendeckenschwingungen bei 6Hz besonders stark ausgeprägt sind.

Die Erklärung für die Signale sind ganz einfach: Meine Frau und ich tanzen sehr gerne und wir machen dies auch zu Hause. Am 13.04.2020 haben wir von 22:20-22:30 Uhr in der Küche getanzt.

Zeit Lied Tanz BPM (gestoppt) BPM (aus FFT)
22:20:40-22:23:40 Sk8er Boi (Avril Lavigne) Jive 150,5 150,6
22:23:40-22:26:40 Love is Forever (Leonora) Jive 135,8 136,5
22:26:40-22:30:00 WTF (HUGEL, Amber Van Day) ChaCha 123,7

124,5

Frequenzspektrum Tanzen 

Was lernen wir daraus? Jive erzeugt mehr Infraschall als ChaCha :-). Das hört sich vielleicht lustig an, ist aber physikalisch überaus plausibel. Der ChaCha ist ein sehr gerader Tanz. Der Jive wird dagegen "in den Boden" getanzt. Bei den Balkendecken in unserer Küche führt dies unweigerlich zu Infraschall. Aus der detektierten Frequenz lässt sich die Geschwindigkeit des Tanzes errechnen.

Dass diese Peaks trotz der kurzen Dauer der Signale auf das 8 Stunden Frequenzspektrum durchschlagen liegt an der logarithmischen dB-Skala. Während der drei Minuten des Tanzen erreicht das Signal 75dB. Gemittelt auf 20 Minuten sind das noch:

20µPa *10^(74dB/20) = 0.10Pa #Schalldruck während des Liedes

## auf 20 Minuten
0.10Pa*(3/20) = 0.015Pa #Durschnittlicher Schalldruck bei 20 Minuten
0.015Pa => 20*log10(0.015Pa/20µPa) = 57.5dB #Peakhöhe im Frequenzspektrum mit Liedern

## auf 8 Stunden
0.10Pa*(3/60/8) = 0.63mPa #Durschnittlicher Schalldruck bei 8 Stunden
0.63mPa => 20*log10(0.63mPa/20µPa) = 30dB

Die tatsächliche Peakhöhe ist etwas höher als 30dB, da natürlich ohne das Tanzen das Infraschallniveau in diesem Frequenzbereich nicht Null ist.

 

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