Beobachtungen                              Observations:

Ultraschall                                     Ultrasonic

1. Übersicht
2. Zahnbürste mit Schall,  Schallzahnbürste

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1. Übersicht
Ultraschall (akustische Wellen oberhalb von 20 kHz) muß nicht aus einer künstlichen Schallquelle kommen.
Es gibt genügend Sender in der Natur, die Ultraschall abgeben.
Beispielsweise orientieren sich Fledermäuse damit in der Dunkelheit. Auch entsteht Ultraschall beim Auftreffen von Regentropfen auf harten Untergrund oder beim Zerplatzen von Luftblasen in einer geöffneten Mineralwasserflasche, bei  einem Wasserfall oder bei Kühlwasser- und Heizungskreisläufen.  Rauschen-Wasser
Der modernen Medizin-Technik gelingt es mit Ultraschall, Bilder von Ungeborenen im Mutterleib zu erzeugen.
Ultraschall kann jedoch auch den "Wünschelruten-Reflex" auslösen. Ob das mit Ultraschall-Geräuschen bei schnell fließendem Wassers zusammenhängt?

In einem weiten Frequenzbereich von etwa 25 bis 150 kHz läßt sich Sensibilität beobachten.
Hierbei könnten Hohlräume im Kopf (z.B. Nebenhöhlen) etwa wie Helmholtz-Resonatoren wirken.  Abb. 4 in  Resonanz
Nutzt der Sensible dabei seine "Sensoren" im Kopfbereich, so läßt sich unter günstigen Bedingungen eine Ortsabhängigkeit für unterschiedliche Frequenzen  beobachten, d. h. man merkt mehrere Bereiche im Kopf (Zahnbereich, Stirnbereich, Schläfen, Hinterkopf....), die jeweils bei unterschiedlichen Frequenzen ansprechen.
Manche Menschen sind in dieser Funktion sozusagen ein Ultraschallspektrometer.
Dabei kann die eingestellte Intensität des Schalls äußerst gering sein.
Wichtig ist beim Testen, daß man sich auf eine Wartezeit von mehreren Sekunden einstellt, bevor man nach einem Frequenzwechsel oder Ein- und Ausschalten der Schallquelle zu einer sicheren Aussage gelangt.
Auch braucht man dazu die nötige "Gelassenheit". /Purner/ S. 24

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Die Sensitivität der Menschen für Ultraschall haben Japanische Wissenschaftler ausführlich untersucht und entsprechende Empfindlichkeiten beim Menschen nachgewiesen. Sie verwendete Gamelan-Musik (Abb. 07, 08). Hierbei werden Metallkörper (Gong, Glocken, Stäbe) angeschlagen, die ein sehr reiches Obertonspektrum haben. Es ließen sich statistisch signifikant Unterschiede im Gehirn von Probanden nachweisen, wenn die Musik mit oder ohne die Obertöne im Bereich oberhalb von 22 kHz abgespielt wurde.
Ihre Methoden: alpha-EEG, regionaler cerebraler Blutfluß,
Ihre Ergebnisse zeigen, daß offensichtlich die aktivierbaren Bereiche im Hirnstamm und im linken Thalamus liegen. /Oohashi 2000/

Es ging durch die Medien: Möchte man Jugendliche von speziellen öffentlichen Plätzen fernhalten, muß man Lautsprecher installieren, die hochfrequente Schwingungen aussenden. Für die Jugendlichen wirkt das unangenehm, die älteren Leute stört das nicht.

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Bei der Ablösung der Glühlampe durch moderne Energiesparlampen setzt die Technik auf die Verwendung von Schaltnetzteilen, die den Betrieb mit den langsamen 50 Hz der Netzspannung und großvolumigen und verlustbehafteten Drosseln  durch den mit Netzteilen bei höheren Frequenzen und kleineren Bauformen ersetzt. energiesparlampe   /E
Jedoch hat der Betrieb bei Frequenzen über 20 Kilohertz auch seine Nachteile. Es entstehen einerseits elektromagnetische Wellen andererseits auch akustische Schwingungen einiger Bauteile in diesem Frequenzbereich.
Wenn früher das Brummen der Netzdrossel in der Lampe deren mögliches Ableben angekündigt hat, gibt es heute permanent diese zusätzliche Belastung durch elektrische, magnetische und akustische Einflüsse.
Vor einigen Jahren bis heute haben Kerze und Glühlampe ein behagliches Licht ausgestrahlt. 
Bei der politisch gewollten Abschaffung der Glühbirne wird die Möglichkeit nicht berücksichtigt, daß wir Menschen für Ultraschall oder Magnetfelder sensibel sein könnten.
Jedoch die neue Technik mit der so hoch gelobte Energiesparlampe kann bei vielen sensiblen Menschen Unwohlsein hervorrufen. Sie erreicht nicht die Behaglichkeit der Glühlampe!
In den Abbildungen 09 bis 16 ist das Verhalten moderner effizienter Leuchtstoff-Lampen eines namhaften deutschen Herstellers mit Metallgehäuse gezeigt. Die Lampen wirken sowohl als Sender für Ultraschallbereich als auch für Magnetische Wechselfelder bei rund 75 kHz.
Kommentar einer sensiblen Person:
 "wenn ich direkt unter dieser Lampe stehe, scheint etwas Bedrückendes von oben in meinen Kopf zu fließen."
Zusätzlich zum Ultraschall ist auch ein Magnetfeld gleicher Frequenz zu messen.
Bei einem Abstand von rund 10 cm unter der Lampe beträgt die Amplitude des Magnetfeldes etwa 1/5 des Erdmagnetfeldes.
Das zugehörige Frequenzband ist etwa 4 kHz breit.

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Auch bei Induktionskochplatten im niedrigen Preissegment oder Geräten mit Frequenzumrichtern sind starke Ultraschallintensitäten zu messen.
Induktionskochplatte: Abb. 17-19
Wasserpumpe mit Frequenzumrichter:  Abb. 20

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Kommentar zur Ausstattung der Geräte mit elektronischen Bauelementen, die die Netzteile oder Antriebe anstatt wie bisher mit 50 Hz nun mit höheren Frequenzen betreiben:

Früher oder später wird einer darauf kommen.....

     daß der Ultraschall von vielen Menschen als unangenehm empfunden wird,
     und möglicherweise krank macht beziehungsweise Stress am Arbeitsplatz verursacht.

Abb. 01: Eine Fledermaus, orientiert sich mit Ultraschall.  A bat, orients itself with ultrasonic (FB)
Abb. 02: Ungeborenes Kind im Mutterleib, Aufnahme mit Ultraschall. Unborn child in the mother body, picture acquisition with ultrasonic.  (FB)
Abb. 03: Ultraschall-Reinigungsgerät hat nominell 35 kHz, erzeugt aber auch Schall im hörbaren Bereich. Zusätzlich treten bei der Anregung des Piezo-Schwingers auch elektromagnetische Schwingungen auf. Ultrasonic cleaner uses nominal 35 kHz, there are also harmonics at higher frequences. Additionally also electromagnetic oscillations arise with the excitation of the Piezo oscillator.  (FB)	Abb. 04: Kleiner Lautsprecher, 35 kHz, vom Frequenzgenerator angetrieben, erzeugt einen spürbaren Eindruck. Ursache: Ultraschall oder elektromagnetische Schwingungen? Small loudspeaker, 35 kHz, driven by the frequency generator, produces a noticeable impact. A cause: Ultrasonic or electromagnetic oscillations?  (FB)
Abb. 05: Kleiner Ultraschallsender und Kontrollmikrofon. Obwohl der Mini-Lautsprecher nicht für diese hohen Frequenzen gebaut ist, zeigt die Frequenzanalyse am Oszillografen das Abstrahlen von Ultraschall, hier bei 118 kHz und weiteren Oberschwingungen mit sehr geringer Intensität. Small ultrasonic transmitter and control microphone. Although the mini loudspeaker is not constructed for this high frequencies, the frequency analysis at the oscillograph shows a radiating from ultrasonic, in this case with 118 kHz and also further harmonics with very small intensity.  (FB)
Abb. 06: Unterschiedliche Bereiche des Kopfes reagieren auf Ultraschall.  Bespielsweise (Testperson=Autor):  (vorläufige Angaben, nicht quantitativ auswertbar! Nur als Anregung für einen noch durchzuführenden objektiven Test gedacht)  Different regions in the head respond to ultrasonic. eg. (test person = author): preliminary statement, not quantitatively evaluable) Only as suggestion for a test in the future.   Frequenz/ kHz Position 20-25 2 32 3 58 1 130 5 bis 7
Abb. 07: Instrumente der Gamelanmusik, Überseemuseum in Bremen Gamelan instruments  (FB)
Abb. 08: Auch die tiefer tönenden Instrumente erzeugen sehr viele und hohe Obertöne, die auch im Ultraschallbereich liegen, also eigentlich für Menschen unhörbar sein müßten. Also the more deeply sounding instruments produce a great many and high harmonics, which lie also in the ultrasonic range. Normally for humans these frequencies should be inaudible.  (FB)
Abb. 09: Flur vor den Praktikumsräumen im Institut, Deckenleuchte mit elektronischem Vorschaltgerät, darunter das Ultraschallmikrofon etwa 60 cm entfernt.  energiesparlampe  /E Corridor in front of the practical course rooms in the institut. Fluorescent lamp at the ceiling with electronic power pack, under it the ultrasonic microphone about 60 cm distance.  (FB)
Abb. 10: Frequenzanalyse des aufgenommenen Schalls. Mikrofon und Verstärker sind unterhalb von 15 kHz durch ein eingebautes Filter wenig empfindlich (Abfall der Kurve im linken Bereich) Abstand zwischen Leuchtstab und Mikrofon etwa 60 cm. Bei etwa 40 kHz ist ein starkes Ultraschallsignal zu sehen. Zur Darstellung: nach rechts ist die Frequenz aufgetragen. Ein Teilstrich entspricht 12,5 kHz, das gesamte Bild geht also bis 125 kHz. Der Pfeil oben in der Bildmitte zeigt 52,5 kHz. Die Darstellung der Spannung ist logarithmisch in dB. Frequency analysis of the sound. Microphone and amplifiers are less sensitive below 15 kHz by an inserted filter (decay of the curve within the left range) Distance between lamp and microphone about 60 cm. With approximately 40 kHz a strong ultrasonic signal is to be seen. To the plot: the frequency is laid on to the right. A division line corresponds 12.5 kHz, the entire picture goes thus to 125 kHz. The arrow above in the picture center shows 52.5 kHz. The representation of the voltage is logarithmic in dB.  (FB)
Abb. 11: Bei etwas kürzerem Abstand zwischen Mikrofon und Lampe werden auch weitere Oberwellen sichtbar. 25 kHz pro Teilstrich, Gesamtbild geht bis 250 kHz With somewhat shorter distance between microphone and lamp also further harmonic waves become visible. 25 kHz per division line, total view up to 250 kHz.  (FB)
Abb. 12: Ausschnitt aus dem Frequenzspektrum. 2,5 kHz pro Teilstrich. Bei dem Pfeil oben in der Bildmitte ist 39 kHz. Die beiden senkrechten Linien links und rechts vom Maximum gehören laut Anzeige zu den Frequenzen 43,7 und 46,1 kHz. Cutout from the frequency spectrum. 2.5 kHz per division line. With the arrow in the picture center above are 39 kHz. The two vertical lines on the left and on the right of the maximum belong according to indication to the frequencies 43.7 and 46.1 kHz. (FB)
Abb. 12a: Unmittelbar in der Nähe der Lampe beträgt das magnetische Wechselfeld 10 mikroTesla Das Erdfeld hat rund 50 mikroTesla.   magnetsinn /E zum Vergleich Abb. 13 in energiesparlampe /E In the proximity of the lamp the magnetic alternating field amounts to 10 mikroTesla The earth's magnetic field has approximately 50 mikroTesla. magnetsinn  /E see also fib 13 in energiesparlampe   /E   (FB)
Abb. 13: Ultraschall-Mikrofon etwa 1 Meter unterhalb einer modernden Deckenleuchte eines namhaften deutschen Herstellers. Ultrasonic microphone about 1 meter underneath a fluorescent lamp of a considerable German manufacturer.  (FB)
Abb. 14: Ultraschallspektrum in einem Labor, die Deckenleuchten sind ausgeschaltet. x-Achse: Frequenz  12,5 kHz pro Teilstrich, die Achse reicht bis 125 kHz. Die Skala ist leicht nach rechts verschoben. Bildmitte liegt bei 58,5 kHz statt 62,5 kHz Einige Linien stammen von elektronischen Geräten, die in das Mikrofonkabel übersprechen. Ultrasonic spectrum in a laboratory, the ceiling light is switched off. x axis: Frequency 12.5 kHz per division line, the axis goes up to 125 kHz. The scale is something shifted to the right. Picture center is with 58.5 kHz instead of 62.5 kHz Some lines comes from electronic devices, which cross talk into the microphone cable. (FB)
Abb. 15: Lampe eingeschaltet. Das Spektrum weist ein breites Maximum rechts der Mitte auf. Die Skala ist leicht nach rechts verschoben. Bildmitte liegt bei 58,5 kHz statt 62,5 kHz Lamp is switched on. The spectrum exhibits a broad maximum on the right of the center. The scale is something shifted to the right. Picture center is with 58.5 kHz instead of 62.5 kHz (FB)
Abb. 16: Das Frequenzband liegt im Bereich von 75 kHz (Cursor 1), es hat eine Breite von rund 4 kHz. The frequency band lies within the range of 75 kHz (cursor 1), it has a width of approximately 4 kHz. (FB)
Abb. 17: Induktionskochplatte mit Wasserkessel, links oben das Ultraschallmikrofon Induction cook plate, upper left corner  ultrasonic microphone  (FB)
Abb. 18: Das Ultraschallspektrum der Induktionskochplatte. Etwas unterhalb von 25 kHz liegt die Grundfrequenz. Die anderen Maxima gehören zu den Oberwellen, deren Frequenzen ganze Vielfache der Grundfrequenz sind. Offensichtlich ist die Amplitude jedes zweiten Maximums etwas schwächer. Teilung 25 kHz, Bildbreite 250 kHz.      vergleiche Abb. 09  magnetsinn /E The ultrasonic spectrum of the induction cook plate. Something below 25 kHz lies the basic frequency. The other maxima belong to the harmonic waves, whose frequencies are multiples of the basic frequency. Obviously the amplitude of each second maximum is somewhat weaker. Division 25 kHz, display width 250 kHz.         compare fig. 09  magnetsinn /E  (FB)
Abb. 19: Alle Oberwellen sind bis zur Nummer  21 deutlich zu erkennen. Teilung 50 kHz pro Teilstrich.  Das gezeigte Spektrum reicht bis 500 kHz. All harmonic waves are clearly to be recognized up to the number 21. Division 50 kHz per division line. The spectrum shown goes up to 500 kHz.  (FB)
Abb. 20: Druckerhöhungsanlage, Trinkwasserpumpe mit drehzahlgeregeltem Motor (Frequenzumrichter) liefert einen erheblichen Ultraschallpegel. Die Grundfrequenz liegt etwa bei 16,3 kHz. Weitere sieben Oberschwingungen sind zu sehen bis etwa 120 kHz. frequenzananlyse Pressure increasing system, drinking water pump with speed adjusted engine (frequency converter) produces a substantial ultrasonic level. The basic frequency is approximately with 16.3 kHz. Further seven harmonics are to see to approximately 120 kHz.  (FB)

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Zusatz 04.11.2020

2. Zahnbürste mit Schall,  Schallzahnbürste


Keine Wirkung ohne Nebenwirkung?

Daß man mit mechanischen Schwingungen z.B. Ultraschall seine Zähne reinigen kann, steht nicht in Frage.

Im Rahmen der nachfolgenden Versuche kam es zu einer Gesamtbetriebszeit von rund 100 Sekunden.
Dabei hielt der Autor das Gerät in der Hand.

Für den Autor war dieser auch nur kurzzeitige Betrieb eines solchen Gerätes sehr belastend.
Noch einige Viertelstunden danach war der Einfluß als dumpfe Empfindung in der Hand zu spüren.

Da man beim Zähneputzen diese Schallquelle (unbedarft) direkt an den Kopf hält, ist es dringend erforderlich, nach möglichen Nebenwirkungen zu forschen.

Der in einem breiten Frequenzband gefundene Ultraschall muß nicht zwingend harmlos sein, bloß weil Menschen ihn nicht hören können.

Man sollte die Putzzeit so kurz wie möglich halten, um mögliche Risiken zu verhinden.

 

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2.1 Geräte

Abb. 02-01-01:  links Ultraschall-Mikrofon, rechts Zahnbürste (FB)

Abb. 02-01-02: links Aufnehmerspule, rechts Zahnbürste (FB)

Abb. 02-01-03: Ladegerät und Zahnbürste, daneben die Aufnehmerspule (FB)

Abb. 02-01-04: Aufnehmerspulen mit ähnlichem Aufbau aus strom-netze.htm#kapitel-06-01 Abb. 06-01-01: Zwei gegeneinandergeschaltete Kupferspulen mit Ferritkern (in Differenzanordnung) dienten zur Aufnahme der magnetischen Felder in der Nähe von Leitungen. Bei einem homogenen Wechselfeld ist die Spannung in beiden Spulen gleich und deren Differenz null. Allerdings gibt es ein von Null verschiedenes Signal in einem inhomogenen Feld. (FB)

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2.2 Auswertung


Aufnahme und Analyse mit SigView                www.sigview.com

2.2.1  Akustische Messung

Abb. 02-02-01: Gesamtaufnahme: unterschiedliche Intensitäten und Wellenformen, Mikrofonsignal                        -|----Stufe 1---------|----Stufe 2 --|---Stufe 3 (Anfang)                                                                                     |----  Stufe 3 (Mitte)

Abb. 02-02-02: Stufe 1, Zeitfenster ab 1.4 s,  Mikrofonsignal  (FB)

Abb. 02-02-03: Stufe 1, Zeitfenster ab 1.4 s, Frequenzanalyse  (FB)

Abb. 02-02-04: Stufe 2, Zeitfenster ab 3.5 s. Mikrofonsignal (FB)

Abb. 02-02-05: Stufe 2, Zeitfenster ab 3.5 s. Frequenzanalyse (FB)

Abb. 02-02-06: Stufe 3, Anfang, Zeitfenster ab 5.04 s, Mikrofonsignal Amplituden-Modulation mit 20 Hz  (FB)

Abb. 02-02-07: Stufe 3, Anfang, Zeitfenster ab 5.04 s, Frequenzanalyse (FB)

Abb. 02-02-08: Stufe 3, Anfang, Zeitfenster ab 5.04 s, Mikrofonsignal

Abb. 02-02-09: Stufe 3, Mitte, Zeitfenster ab 7.4 Sekunden, Mikrofonsignal (FB)

Abb. 02-02-10: Stufe 3, Mitte, Zeitfenster ab 7.4 Sekunden, Frequenzanalyse (FB)

Abb. 02-02-11: Stufe 3, Mitte, Zeitfenster ab 7.4 Sekunden, Frequenzanalyse Frequenz der Harmonischen von 518/2  in Hz  1: 259 ;     2: 518;      3: 777.78;  4: 1037;      5: 1296.3;   6: 1555.6  7: 1814.8 ; 8: 2074.1;  9: 2333.3;  10: 2591.8  (FB)

Abb. 02-02-12: Stufe 3, Mitte, Zeitfenster ab 7.908 bis 7.988 Sekunden, Mikrofonsignal (FB)

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2.2.2 Messung der magnetischen Wechselfelder

Abb. 02-20-13:  Gesamtaufnahme: unterschiedliche Intensitäten und Wellenformen,   Signal der Aufnehmerspule                            -|--Stufe 1-------|----Stufe 2 ---------|---Stufe 3 (Anfang)                                                                                             |----  Stufe 3 (Mitte)

Abb. 02-20-14: Stufe 3 Anfang, Zeitfenster ab 6.5 s, Signal an der Aufnehmerspule (FB)

Abb. 02-20-15: Stufe 3 Anfang, Zeitfenster ab 6.5 s, Frequenzanalyse (FB)

Abb. 02-20-16: Stufe 3 Mitte, Zeitfenster ab 7.5 s, Signal an der Aufnehmerspule (FB)

Abb. 02-20-17: Stufe 3 Mitte, Zeitfenster ab 7.7 s, Signal an der Aufnehmerspule (FB)

Abb. 02-20-18: Stufe 3 Mitte, Zeitfenster ab 7.5 s, Frequenzanalyse (FB)

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Literatur:  b-literatur.htm

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www.biosensor-physik.de

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