A hangalapú állatriasztók tudománya

Mind a mezőgazdaságban, mind pedig a vadászatban gyakori témát jelentenek napjainkban az állatok által okozott károk. Persze ez egy ennél sokkal tágabb témakör, melybe még a közutakon bekövetkező vadbalesetek és az erkélyekre odapiszkító galambok is beletartoznak. Az emberek és állatok együttélésével kapcsolatos problémák kezelésére az idők során rengeteg módszert dolgoztak ki, ám az akusztikus (hangalapú) a maga kényelmével kiemelkedik ezek közül. E cikkben annak járunk utána, hogy milyen hangtartomány, és milyen eszköz lehet alkalmas egyáltalán állatriasztására.

Hogyan érzékelik az állatok a világot?

Ha hanggal szeretnénk elriasztani az állatokat, átfogó ismeretekkel kell rendelkeznünk arról, hogy mely állat milyen hallással rendelkezik. Ami pedig ezt leginkább leírja, az a hallástartomány. Ez lényegében egy skála, ami minden élőlény esetében más. Legegyszerűbb példa kedvéért vegyük az embereket. Mi a 20 Hz-től a 20.000 Hzig terjedő skálán vagyunk képesek hangokat érzékelni. A frekvencia mértékegysége, a Hz (Hertz) konyhanyelven azt jelenti, hogy a kibocsátott hang hulláma „milyen gyorsan hullámzik”. Az 1 Hz-es hanghullám egy olyan hullám, ami pontosan egy másodpercenként ismétlődik. Minél kisebb egy hang frekvenciája, annál mélyebbnek, minél nagyobb, annál magasabbnak érzékeljük.

Az állatvilág sokszínűsége milliónyi példát szolgáltat azzal, hogy egészen a pár Hz-es tartománytól a száz kHz-es tartományig találhatunk példát nemcsak az azt érzékelő, de a kibocsátásukra is képes állatokra. Az 1. táblázatban ezt foglaltuk össze.

1. táblázat. Forrás: https://www.lsu.edu/deafness/HearingRange.html

Milyen állatot milyen tartománnyal lehet egyáltalán riasztani?

Látható, hogy az ember hallásával a világnak egy meglehetősen szűk, ám zajos szeletét érzékeli csak. Amit még egyből észrevehetünk a fenti adatokból, az az, hogy a madarak maximum pár ezer Hz-es (azaz kHz-es) hangokat érzékelnek, a vadak jellemzően az emberi hallástartományhoz közelebbi hangokat, a rágcsálók pedig egy rendkívül széles spektrumot. Ebből a hang alapú állatriasztókra vonatkozóan is egyből érdekes következtetésekre juthatunk. Az emberi hallástartomány feletti hangokat kiadó, ultrahangos állatriasztók hangját madarak nem képesek érzékelni, ellenben a rágcsálók és a vadak kiválóan hallják azt. A madarak így csak az emberek által is hallható tartományú hanggal riaszthatók.

A hangerősség mérése

A hang frekvenciájának kérdéséhez hozzátartozik erősségének vizsgálata is. Ez azonban már egy fokkal bonyolultabb kérdés, ugyanis a hangerősséget nem csak a hangforrás erőssége, hanem az adott egyén szubjektív, frekvenciafüggő hangosságérzete is befolyásolja. Mi emberek is különböző erősséggel halljuk az azonos erősséggel kibocsátott, de eltérő frekvenciájú hangokat. Ezért azt csak nagyon nehezen tudjuk kideríteni, hogy egy állat, egy bizonyos hangot milyen erősséggel érzékel. Objektíven viszont a hang kitűnően mérhető fejlett szenzorokkal (nem meglepő módon egy átlagos mikrofon ugyanis nem képes ilyenre).

A továbbiakban kifejezetten az ultrahangokkal foglalkozunk azzal a céllal, hogy a piacon fellelhető hangszórók közül megtaláljuk a legjobbat.

Vizsgálatok az ultrahangos riasztókban alkalmazott hangszórókkal

Nézzük először is az előbb említett ultrahangos mikrofont. Egy svéd mikrofonfejlesztő cégtől sikerült ugyanis beszereznünk végül egy olyan érzékeny eszközt, amit egyébként a denevérek megfigyelésére alkalmaznak. Ez látható az alábbi képen.

A következő képen pedig a vizsgált hangszórók a vizsgálat során használt sorszámukkal jelölve láthatók. Ezeket használva bocsátottunk ki különböző frekvenciájú hangokat 0-tól 50 kHz-ig.

Ultrahangos mikrofon

A vizsgálat során semmit nem bíztak a véletlenre a fejlesztőink: mindenből kettő darabot mértek, így a gyártási hibákat is ki tudták szűrni. Az 1. grafikonon láthatóak a mérési eredmények, melyeket először 1 méter távolságból vizsgálták. A függőleges tengelyen a mikrofon méréstartományának 100%-os értékére vetített hangerősség látható (tehát a 100%, a mikrofon méréshatára), a vízszintesen pedig a frekvencia.

Látható, hogy a 4-es számú és a 2-es számú hangszórók olyan hangerővel szóltak, hogy majdnem mindkét esetben közel 30 kHz-ig elértük a mikrofon felső méréshatárát. Ezért a mérést meg kellett ismételni egy picit távolabbról is. A 2. grafikonon az 5 méterről mért adatok láthatók.

1. grafikon

2.grafikon

A vizsgált hangszórók a vizsgálat során

Itt máris észrevehetjük, hogy a 4-es sorszámú hangszóró 30 kHz felett kiadott hangjai milyen hamar csillapodtak. Ezért nem érdemes ultrahangos eszközöket 30 kHz fölé tervezni. 5 méterről már jobban látszik a végső sorrend is:

Tóth Miklós
Vadalarm