Bahnsteige stellen für elektronische Überwachungsgeräte anspruchsvolle Umgebungsbedingungen dar. Beleuchtungssysteme, Stromversorgungsanlagen, Kommunikationssysteme und andere elektrische Infrastrukturen können elektromagnetische Störungen verursachen, während es auf Bahnsteigen im Freien oder in halb offenen Bereichen zu erheblichen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen kommen kann.
Bei akustischen Warnsensoren, die auf einer Plattform montiert sind, muss die Mikrofonkapsel über längere Betriebszeiten hinweg ein stabiles Eingangssignal liefern, um relevante Schallereignisse zu erkennen. Im Gegensatz zu Audiogeräten, die auf die Passagiere ausgerichtet sind, können diese Sensoren so ausgelegt sein, dass sie plötzliche ungewöhnliche Geräusche und Aktivitäten im Sprachfrequenzbereich überwachen, anstatt Töne zum Anhören wiederzugeben.
Umgang mit elektromagnetischen Störungen
Elektromagnetische Störungen sind ein wichtiger Aspekt, der bei der Integration von Mikrofonen in Überwachungsanlagen für Bahnsteige berücksichtigt werden muss. In der Nähe befindliche elektrische Systeme und Schaltgeräte können unerwünschte Störsignale in die Signalkette des Mikrofons einbringen.
Bei der Entwicklung eines EMI-resistenten Designs sollten daher die Mikrofonkapsel sowie der Vorverstärker, das Leiterplattenlayout, die Erdung, die Abschirmung, die Kabelführung und die Stromversorgung berücksichtigt werden. Auch die elektrischen Eigenschaften und der Aufbau der Kapsel müssen mit dem gesamten Schaltungsdesign kompatibel sein.
Bei OEM-Projekten sollte die Störfestigkeit am kompletten Sensor unter repräsentativen Einbau- und Betriebsbedingungen überprüft werden. Eine Mikrofonkapsel allein kann die EMV-Leistung des fertigen Geräts nicht gewährleisten.
Stabiler Betrieb bei Temperaturschwankungen
Geräte zur Überwachung von Bahnsteigen können in offenen oder halboffenen Umgebungen installiert werden, in denen die Temperaturen zwischen Tag und Nacht schwanken. Das Mikrofon muss über den gesamten vorgesehenen Betriebsbereich hinweg eine angemessene elektrische und akustische Leistung aufweisen.
Bei der Auswahl eines ECM für diese Anwendung sollten Hersteller die Empfindlichkeitsschwankungen, den Frequenzgang und die elektrische Stabilität unter den vorgegebenen Temperaturbedingungen bewerten. Der erforderliche Temperaturbereich sollte entsprechend dem tatsächlichen Einbauort der Plattform und dem Sensorgehäuse festgelegt werden.
Schutz vor Staub und Feuchtigkeit
Staub, Feuchtigkeit, Kondenswasser und Schadstoffe in der Luft können sich auf Geräte auswirken, die in Eisenbahnumgebungen installiert sind. Diese Faktoren sollten bei der Auswahl der Mikrofonkapsel und der Auslegung des Schall-Einlasses berücksichtigt werden.
Schutzmembranen, die Geometrie des Gehäuses, Dichtungsmethoden und Entwässerungsvorrichtungen können die endgültige Umweltverträglichkeit beeinflussen. Allerdings kann der Einbau zusätzlicher Schutzvorrichtungen auch die akustische Empfindlichkeit und den Frequenzgang beeinträchtigen, weshalb die gesamte Baugruppe bewertet werden sollte, anstatt sich allein auf die Spezifikationen der Kapsel zu verlassen.
Erfassung plötzlicher Geräusche und Signale im Sprachfrequenzbereich
Akustische Warnsysteme auf Plattformen müssen unter Umständen sowohl plötzliche ungewöhnliche Geräusche als auch Signale im Frequenzbereich der menschlichen Stimme überwachen. Die Mikrofoncharakteristik sollte daher auf die Schallereignisse abgestimmt sein, für deren Erkennung der Sensor ausgelegt ist.
Anforderungen an den Frequenzgang, die Empfindlichkeit, die Überlastfestigkeit, die Mikrofonplatzierung und Hintergrundgeräusche beeinflussen allesamt die Qualität des aufgezeichneten Signals. Wenn das System bestimmte Schallereignisse erkennen soll, liefert das Mikrofon den akustischen Eingang; die Klassifizierung der Ereignisse und die Entscheidung über die Auslösung eines Alarms erfolgen durch die Signalverarbeitungshardware oder -software des Sensors.
Konzipiert für den Dauerbetrieb rund um die Uhr
Sensoren zur Überwachung von Bahnsteigen können kontinuierlich in Betrieb sein, auch in Zeiträumen, in denen der direkte Zugang für Wartungsarbeiten eingeschränkt ist. Die Langzeitstabilität ist daher ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl der Komponenten.
Eine gleichbleibende Mikrofonempfindlichkeit und eine zuverlässige elektrische Leistung tragen dazu bei, unerwünschte Schwankungen des Eingangssignals im Zeitverlauf zu reduzieren. Die Konsistenz in der Produktion ist ebenfalls wichtig, wenn mehrere Sensoren an verschiedenen Standorten der Plattform installiert sind und unter vergleichbaren Bedingungen betrieben werden müssen.
Wichtige Aspekte bei der Auswahl eines ECM-Systems
Bei einem auf einer Plattform montierten akustischen Warnsensor sollten OEM-Hersteller die folgenden Parameter gemeinsam bewerten:
- EMV-Verträglichkeit mit der gesamten Sensorschaltung und der Installation
- Für die Plattformumgebung geeigneter Betriebstemperaturbereich
- Anforderungen an den Staub- und Feuchtigkeitsschutz
- Frequenzgang, optimiert für plötzliche Geräusche und Signale im Sprachfrequenzbereich
- Stabile Empfindlichkeit im Dauerbetrieb
- Gleichbleibende Leistung über alle Produktionschargen hinweg
- Kompatibilität mit dem Gehäuse des Sensors, der Leiterplatte und der Stromversorgung
Die endgültigen Anforderungen sollten durch Tests auf Systemebene bestätigt werden. Sofern bahnspezifische Umwelt- oder EMV-Normen gelten, muss die fertige Ausrüstung anhand der entsprechenden Anforderungen bewertet werden.
ECMIC-Unterstützung für Projekte im Bereich akustischer Sensoren im Eisenbahnwesen
ECMIC liefert Elektret-Kondensatormikrofonkapseln für OEM- und ODM-Anwendungen. Bei Projekten zur akustischen Überwachung von Bahnsteigen kann die Auswahl der Mikrofone unter Berücksichtigung des Zielschallbereichs, der Umgebungsbedingungen, der EMI-Anforderungen, der elektrischen Konfiguration und der Produktionsanforderungen bewertet werden.
Bei Großprojekten sollte die Kapsel-Spezifikation auf das gesamte Sensordesign abgestimmt und in der vorgesehenen Betriebsumgebung validiert werden. Je nach Spezifikation und Entwicklungsstand können auch kleinere Stückzahlen zur Projektbewertung in Betracht gezogen werden.
Wenn Sie einen plattformmontierten akustischen Warnsensor für die Eisenbahn- oder U-Bahn-Infrastruktur entwickeln, wenden Sie sich bitte an ECMIC und teilen Sie uns Ihre Betriebsbedingungen, den gewünschten Frequenzbereich und die elektrischen Anforderungen mit, damit wir gemeinsam eine geeignete Mikrofonkapsel finden können.
