Ultraschall in der Tierwelt

Mit dem Ultraschallprinzip arbeiten unsere Distanz- und Näherungssensoren. Wir verwenden Ultraschallfrequenzen, das heißt Frequenzen über 20 kHz, da diese in der Natur selten vorkommen und dadurch die Sensoren nicht gestört werden. Zudem hört der Mensch keine solch hohen Frequenzen. Sie sind übrigens auch völlig unschädlich, da die Schallenergie extrem klein ist. Industrielle Ultraschallsensoren arbeiten bei Frequenzen von ca. 80….400 kHz, je nachdem, welche Charakteristik der Sensor haben soll. Je größer die geforderte Messdistanz ist, desto tiefere Frequenzen müssen angewendet werden.

Vereinzelte Lebewesen bedienen sich auch der Ultraschalltechnik zur Orientierung. Dies sind vor allem der Delfin (im Wasser) und die Fledermaus (in der Luft)  sowie unsere Sensoren. Beide haben schlecht ausgeprägte Sehorgane und senden Ultraschallwellen bis 200 kHz aus. Auch einige andere Lebewesen hören Frequenzen über 20 kHz, allerdings ohne dass es ihnen  einen Nutzen für die Orientierung bringt:

Mensch 20 khz, Hund 50 kHz, Katze 60 kHz, Heuschrecke 95 kHz, Grille 100 kHz, Spitzmaus 115 kHz

Der Delfin sendet und empfängt Ultraschallwellen im Wasser, um Hindernisse und Beutetiere zu detektieren. Da die akustische Impedanz des Wassers über 3000 mal höher ist als die der Luft, reichen sowohl die tierischen als auch die von der Technik erzeugten Sonarwellen im Wasser viel weiter als in der Luft.

Da hat es die an der Luft lebende Fledermaus schwerer. Ihre hochfrequenten Schallwellen reichen nicht so weit. Sie hat aber auch das am weitesten entwickelte Ultraschall-Ortungssystem. Die hohe Frequenz ermöglicht ihr eine besonders feine örtliche Auflösung. Die Ultraschallschreie werden bei Fledermäusen im Kehlkopf erzeugt und durch den Mund nach außen abgegeben. Treffen die ausgesendeten Wellen auf einen fliegenden Körper, z. B. ein kleines Beutetier, so werden sie reflektiert und gelangen zurück zu den Ohren, welche als Schallsignalempfänger dienen. Die Hörorgane der Fledermäuse müssen zu extrem guter Schallanalyse imstande sein. Man geht davon aus, dass auf Grund von nur Mikrosekunden kurzen Laufzeitunterschieden zwischen dem linken und rechten Ohr ein dreidimensionales Hörbild entsteht. Dadurch kann sich die Fledermaus mit ihren Ohren im absolut dunklen Raum so orientieren wie wir mit den Augen bei Tageslicht.

Einmal mehr müssen wir Techniker uns von der Natur geschlagen geben.

http://www.waycon.de/ultraschallsensor.html

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