Welche Einheiten werden zur Messung von Schall verwendet?
Die Wissenschaften befassen sich mit der quantitativen Messung von Eigenschaften der natürlichen Welt. Wenn ein Wissenschaftler Messungen durchführt, muss er zuerst die spezifischen Eigenschaften bestimmen, die er messen wird, wie diese Messungen durchgeführt werden und welche Einheiten er verwenden wird. Wenn ein Wissenschaftler zum Beispiel die Eigenschaft der Wassertiefe misst, reicht es nicht aus, zu sagen, dass das Wasser 250 Meter tief ist. Das könnte 250 Fuß, 250 Meter oder 250 Klafter bedeuten. Der Wissenschaftler muss die Einheiten für diesen Wert angeben.
Es ist auch wichtig zu verstehen, wie man Einheiten von einer Einheit in eine andere umrechnet. Die meisten Amerikaner wissen, dass 12 Zoll gleich 1 Fuß sind, aber es ist vielleicht nicht bekannt, dass 1 nautische Meile gleich 1,85 Kilometer ist. Es ist gut bekannt, dass 1 Kilometer gleich 1.000 Meter ist, aber nicht so gut bekannt, dass 1 Mikrometer gleich 10-6 Meter ist.
Es gibt feste Einheiten wie Meter und relative Einheiten wie Dezibel (dB). Relative Einheiten sind auf bestimmte Bedingungen bezogen. Zum Beispiel haben Dezibel in Wasser einen anderen relativen Wert als Dezibel in Luft. Wissenschaftler haben sich darauf geeinigt, 1 MikroPascal (μPa) als Referenzdruck für Unterwasserschall zu verwenden. In Luft hingegen hat man sich auf einen höheren Referenzdruck von 20 MikroPascal geeinigt.
Die Schallintensität in dB im Wasser ist also nicht die gleiche wie die Schallintensität in dB in Luft.
Nachfolgend finden Sie einige gebräuchliche Einheiten für den Unterwasserschall, was mit ihnen gemessen wird und wie sie untereinander umgerechnet werden können.
Gebräuchliche Einheiten
Distanz
1 Meter (m) – eine Einheit für die Entfernung; entspricht 3.28 Fuß
1 Kilometer (km) = 1.000 Meter
1 Zentimeter (cm) = 0,01 Meter (100 cm = 1 m)
1 Millimeter (mm) = 0.001 Meter (1000 mm = 1 m)
1 Mikrometer (μm auch 1 Mikron) = 10-6 Meter
1 Fuß (ft) – eine Abstandseinheit; entspricht 12 Zoll
Gewicht/Masse
1 Gramm (g) – eine Einheit der Masse
1 Kilogramm (kg) = 1.000 Gramm = 2.2 lbs
1 metrische Tonne = 1.000 Kilogramm
1 Tonne – eine Gewichtseinheit; entspricht 2.000 Pfund (lbs)
Zeit
1 Sekunde (sec) – eine Zeiteinheit
1 Millisekunde (msec) = 0,001 Sekunden (10-3 sec) (1000 msec = 1 sec)
1 Mikrosekunde (μsec) = 0.000001 Sekunden (10-6 sec) (1.000.000 μsec = 1 sec)
Temperatur
Grad Celsius (°C) und Fahrenheit (°F) – Einheiten der Temperatur
Zur Umrechnung von Celsius (°C) in Fahrenheit (°F):
(°F) = (°C x 1.8) + 32
Um von Fahrenheit (°F) in Celsius (°C) umzurechnen:
(°C) = (°F – 32) ÷ 1,8
Salinität
1 Teil pro Tausend (ppt) = 1 Gramm Salz pro Liter Lösung; eine Mengeneinheit, die 0,001 entspricht
Praktische Salinitätseinheiten (PSU oder psu) = das Leitfähigkeitsverhältnis einer Meerwasserprobe zu einer Kaliumchlorid-Standardlösung. Da Verhältnisse keine Einheiten haben, stimmt es nicht, dass 35 PSU genau 35 ppt entsprechen.
Frequenz
1 Hertz (Hz) = 1 Zyklus pro Sekunde – eine Einheit der Frequenz
1 Kilohertz (kHz) = 1.000 Hertz
Druck
1 Pascal (Pa) – eine Einheit des Drucks
1 Mikropascal (μPa) = 10-6 Pa – wird häufig bei der Messung von Schalldrücken verwendet.
1 Atmosphäre (atm) = 14,7 lbs/in2 = 101,325 Pa
Intensität
Dezibel (dB) – ein Maß für die Intensität eines Schalls; 1/10 eines Bel.
Dezibel sind eine relative Einheit, die zwei Drücke vergleicht; daher muss auch ein Referenzdruck angegeben werden. In der Unterwasserakustik ist der Referenzdruck 1 MikroPascal, daher ist die wahre Einheit der Intensität für Unterwasserschall dB, bezogen auf 1 MikroPascal. In der Luft haben sich die Wissenschaftler darauf geeinigt, einen höheren Referenzdruck von 20 MikroPascal zu verwenden. Daher ist die wahre Einheit der Intensität für Geräusche in Luft dB bezogen auf 20 MikroPascal. Da sie unterschiedliche Referenzdrücke verwenden, ist die in dB angegebene Schallintensität im Wasser nicht die gleiche wie die in dB angegebene Schallintensität in Luft.
Zusätzliche Links zu DOSITS
- Einführung in Dezibel
- Einführung in Signalpegel