Ultraschall in der Tierwelt

SNT Sensortechnik AG: Mit dem Ultraschallprinzip arbeiten unsere Distanz- und Näherungssensoren. Wir verwenden Ultraschallfrequenzen, das heisst Frequenzen über 20kHz, 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, weil die Schallenergie extrem klein ist. Industrielle Ultraschallsensoren arbeiten bei Frequenzen von ca. 80….400kHz, je nachdem welche Charakteristik der Sensor haben soll. Je grösser die geforderte Messdistanz ist, desto tiefere Frequenzen müssen angewendet werden.

Wenige Lebewesen bedienen sich auch der Ultraschalltechnik zur Orientierung. Es sind dies vor allem der Delfin (im Wasser) und die Fledermaus (in der Luft, wie unsere Sensoren). Beide haben schlecht ausgeprägte Sehorgane und senden Ultraschallwellen bis 200kHz aus. Zudem hören gewisse andere Tiere ebenso Frequenzen über 20kHz, ohne dass es ihnen wohl einen Nutzen für die Orientierung bringt:

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

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 schwieriger. 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.

SNT Sensortechnik AG ist seit über 20 Jahren der Spezialist für Ultraschallsensoren.