Einleitung

In App-Stores gibt es zahlreiche Anwendungen, die als „Dezibelmesser“, „Lärmmesser“ oder „Schallpegelmesser“ angeboten werden. Nach dem Start nutzt die App das integrierte Mikrofon des Smartphones und zeigt beispielsweise 45 dB, 70 dB oder 90 dB an.

Doch wie genau sind solche Smartphone-Apps tatsächlich?

Die kurze Antwort lautet: Für eine schnelle Einschätzung des alltäglichen Geräuschpegels können sie nützlich sein, ein professionelles Schallpegelmessgerät ersetzen sie jedoch in der Regel nicht.

Die Zuverlässigkeit hängt nicht nur von der App ab, sondern auch vom Mikrofon, der Audioverarbeitung des Betriebssystems, dem Frequenzgang, dem erfassbaren Schalldruckbereich und der Kalibrierung.

Die wichtigsten Punkte

● Smartphone-Apps eignen sich zur groben Einschätzung von Umgebungsgeräuschen.
● Unterschiedliche Smartphone-Modelle können unterschiedliche Messwerte anzeigen.
● Integrierte Mikrofone sind hauptsächlich für Telefonie und Audioaufnahmen ausgelegt und nicht speziell für präzise Schallpegelmessungen kalibriert.
● Bei hohen Schalldruckpegeln, sehr tiefen oder hohen Frequenzen und komplexen Geräuschsituationen können größere Messabweichungen auftreten.
● Eine Kalibrierung kann die Aussagekraft verbessern, macht das Smartphone jedoch nicht automatisch zu einem professionellen Schallpegelmessgerät.
● Für Arbeitsplatzlärm, Umweltmessungen, Maschinenprüfungen und formelle Messprotokolle sollten professionelle Messgeräte verwendet werden.

Wie funktioniert eine Lärmmess-App auf dem Smartphone?

Das Grundprinzip ähnelt teilweise dem eines digitalen Schallpegelmessgeräts.

Das integrierte Mikrofon wandelt Schalldruckschwankungen in elektrische Signale um. Diese werden vom Audiosystem des Smartphones digitalisiert und verarbeitet. Anschließend berechnet die App daraus einen geschätzten Schallpegel.

Je nach Anwendung können zusätzliche Funktionen verfügbar sein:

● Echtzeit-Anzeige in Dezibel;
● Maximal- und Minimalwerte;
● Gemittelte Schallpegel;
● Kurven- oder Trenddarstellung;
● A-Bewertung oder weitere Messeinstellungen;
● Messwertspeicherung und Protokollierung.

Ein Smartphone kann daher grundsätzlich Schall erfassen und daraus Dezibelwerte berechnen.

Dass eine App einen dB-Wert anzeigt, bedeutet jedoch nicht, dass das gesamte Messsystem dieselbe Messqualität wie ein speziell entwickeltes und kalibriertes Schallpegelmessgerät erreicht.

Warum zeigen verschiedene Smartphones unterschiedliche Werte an?

Ein wesentlicher Grund sind Unterschiede bei Mikrofonen und Audioelektronik.

Smartphone-Mikrofone sind in erster Linie für Telefonie, Videoaufnahmen, Spracherkennung und allgemeine Tonaufnahmen ausgelegt. Bei der Entwicklung stehen Sprachverständlichkeit, Baugröße, Energieverbrauch und Aufnahmequalität im Vordergrund, nicht die präzise Messung des Schalldruckpegels.

Daher können zwei Smartphones mit derselben App am selben Ort bei demselben Geräusch unterschiedliche Werte anzeigen.

Mögliche Ursachen sind:

● Unterschiedliche Mikrofonempfindlichkeit;
● Unterschiedlicher Frequenzgang;
● Unterschiedliche interne Verstärkung;
● Unterschiedliche Audioverarbeitung des Betriebssystems;
● Automatische Verstärkungsregelung oder Geräuschunterdrückung;
● Position der Mikrofonöffnung und Beeinflussung durch Schutzhüllen.

Die Messgenauigkeit lässt sich deshalb nicht allein anhand der verwendeten App beurteilen.

Wie beeinflusst das Smartphone-Mikrofon die Messung?

Professionelle Schallpegelmessgeräte verwenden in der Regel speziell für akustische Messungen entwickelte Messmikrofone sowie definierte Signalverarbeitung, Frequenzbewertung und Zeitbewertung.

Ein Smartphone-Mikrofon verfolgt einen anderen Einsatzzweck.

Bei normalen Sprachpegeln kann es beispielsweise sehr gute Aufnahmeergebnisse liefern. Bei sehr hohen Schalldruckpegeln können Mikrofon oder Audioeingang jedoch ihre Aussteuerungsgrenze erreichen und übersteuern.

Dann kann der tatsächliche Schalldruck weiter steigen, während der von der App angezeigte Wert nicht mehr korrekt folgt.

Ähnliche Einschränkungen können auftreten bei:

● Sehr niedrigen Umgebungsgeräuschen;
● Starkem Industrielärm;
● Ausgeprägtem Tieffrequenzschall;
● Hochfrequenten Geräuschen;
● Impulsartigen Geräuschen;
● Sehr hohen Schalldruckpegeln.

Eine App, die in einer normalen Innenraumumgebung brauchbare Ergebnisse liefert, muss daher unter industriellen oder sehr lauten Bedingungen nicht ebenso zuverlässig sein.

Beeinflusst auch die App selbst das Messergebnis?

Ja.

Neben der Hardware beeinflussen auch Messalgorithmen und Einstellungen der App das Ergebnis.

Verschiedene Anwendungen können unterschiedliche Abtastverfahren, Mittelungsalgorithmen, Frequenzbewertungen und Signalverarbeitungsverfahren verwenden. Einige unterstützen A-Bewertung sowie FAST- oder SLOW-Zeitbewertung, andere zeigen lediglich einen intern berechneten dB-Wert an.

Wenn eine App keine klaren Angaben zu Frequenzbewertung, Zeitbewertung oder Kalibrierverfahren macht, sollten die angezeigten Werte eher als Orientierung denn als professionelle Messdaten betrachtet werden.

Bei der Bewertung einer Lärmmess-App sollte deshalb nicht nur die Benutzeroberfläche berücksichtigt werden, sondern auch das zugrunde liegende Messverfahren und die Möglichkeit zur Kalibrierung.

Wird eine Smartphone-App durch Kalibrierung genauer?

Eine sachgerechte Kalibrierung kann die Aussagekraft einer App verbessern.

Dazu kann das Smartphone beispielsweise in einer möglichst stabilen Schallumgebung mit einem ordnungsgemäß funktionierenden und kalibrierten professionellen Schallpegelmessgerät verglichen werden. Unterstützt die App eine Korrektureinstellung, lässt sich eine festgestellte Abweichung reduzieren.

Dadurch kann ein konstanter Offset der jeweiligen Kombination aus Smartphone und App teilweise ausgeglichen werden.

Allerdings gilt: Eine Einpunkt-Kalibrierung beseitigt nicht alle Messfehler.

Dass Smartphone und Referenzgerät bei einem bestimmten Pegel übereinstimmen, bedeutet nicht automatisch, dass dies auch bei anderen Frequenzen, anderen Schalldruckpegeln oder komplexen Geräuschen der Fall ist.

Eine Kalibrierung erhöht also die Vergleichbarkeit, macht das Smartphone aber nicht zu einem professionellen Schallpegelmessgerät.

Kann ein externes Mikrofon die Genauigkeit verbessern?

In bestimmten Anwendungen kann ein speziell ausgelegtes und kalibriertes externes Messmikrofon die Leistungsfähigkeit eines Smartphone-Messsystems deutlich verbessern.

Im Vergleich zu einem integrierten Mikrofon kann ein geeignetes externes Mikrofon einen besser definierten Frequenzgang, eine bekannte Empfindlichkeit und einen geeigneteren Schalldruckbereich bieten.

Wenn Mikrofon, App und Kalibrierverfahren als zusammengehöriges Messsystem ausgelegt sind, kann die Messzuverlässigkeit deutlich höher sein als mit dem eingebauten Smartphone-Mikrofon allein.

Für behördliche Bewertungen, Arbeitsschutz, professionelle Prüfberichte oder formelle Abnahmen muss jedoch weiterhin geprüft werden, ob das gesamte Messsystem die jeweiligen Anforderungen erfüllt.

Für welche Anwendungen eignen sich Smartphone-Lärmmess-Apps?

Für alltägliche Anwendungen ohne Anforderungen an formelle Messergebnisse sind Smartphone-Apps sehr praktisch.

Beispiele sind:

● Grobe Beurteilung, ob ein Raum eher ruhig oder laut ist;
● Vergleich verschiedener Bereiche in einem Büro;
● Beobachtung von Geräuschänderungen bei Haushaltsgeräten;
● Erste Einschätzung von Straßenverkehrslärm;
● Vergleich der Umgebungsgeräusche zu unterschiedlichen Zeiten;
● Voruntersuchung vor dem Einsatz professioneller Messtechnik.

In solchen Fällen geht es häufig darum, „wie laut es ungefähr ist“ oder ob der Geräuschpegel deutlich gestiegen ist.

Dafür kann eine Smartphone-App ein nützliches Screening-Werkzeug sein.

Wann sollte man sich nicht ausschließlich auf eine Smartphone-App verlassen?

Wenn Messergebnisse für Sicherheitsentscheidungen, professionelle Analysen, Abnahmen oder formelle Berichte verwendet werden sollen, reicht eine Smartphone-App in der Regel nicht aus.

Typische Beispiele sind:

● Beurteilung der Lärmbelastung am Arbeitsplatz;
● Geräuschmessungen an Industriemaschinen;
● Umweltlärmmessungen;
● Prüfung der Geräuschemission von Produkten;
● Bauakustische Messungen;
● Formelle Wirksamkeitskontrolle von Lärmschutzmaßnahmen;
● Messungen mit dokumentations- oder rückverfolgungspflichtigen Ergebnissen;
● Prüfungen mit definierten Anforderungen an Genauigkeit, Frequenzbewertung oder Zeitbewertung.

Für solche Aufgaben wird normalerweise ein professionelles Schallpegelmessgerät mit definierten technischen Eigenschaften und geeigneter Kalibriermöglichkeit benötigt.

Was unterscheidet eine Smartphone-App von einem professionellen Schallpegelmessgerät?

Der wichtigste Unterschied besteht nicht nur darin, dass das eine System ein Smartphone und das andere ein eigenständiges Messgerät ist. Beide Systeme wurden für unterschiedliche Zwecke entwickelt.

Bei professionellen Schallpegelmessgeräten werden typischerweise folgende Eigenschaften spezifiziert:

● Messbereich;
● Messgenauigkeit;
● Frequenzbereich;
● Frequenzbewertung;
● Zeitbewertung;
● Mikrofoneigenschaften;
● Linearer Arbeitsbereich;
● Kalibrierverfahren;
● Zulässige Umgebungsbedingungen.

Bei professionellen Messungen kann außerdem ein akustischer Kalibrator verwendet werden, um die Messkette vor und nach der Messung zu überprüfen.

Smartphone-Apps bieten Vorteile bei Kosten, Mobilität und Bedienkomfort. Da sich die Hardware zwischen verschiedenen Geräten jedoch deutlich unterscheiden kann, eignen sie sich eher für Schnellprüfungen und Voruntersuchungen als als vollständiger Ersatz für professionelle Messtechnik.

Wie lässt sich die Aussagekraft einer Smartphone-Messung verbessern?

Bei alltäglichen Messungen können einige Maßnahmen offensichtliche Fehler reduzieren.

● Eine App mit manueller Kalibrierfunktion verwenden;
● Für Vorher-Nachher-Vergleiche immer dasselbe Smartphone nutzen;
● Mikrofonöffnungen nicht abdecken;
● Prüfen, ob die Schutzhülle das Mikrofon beeinflusst;
● Position und Ausrichtung des Smartphones möglichst konstant halten;
● Reibung am Gehäuse oder Berühren des Mikrofonbereichs während der Messung vermeiden;
● Bei sehr hohen industriellen Geräuschpegeln nicht automatisch von korrekten Messwerten ausgehen;
● Wenn möglich, die App mit einem professionellen Schallpegelmessgerät vergleichen oder abgleichen;
● Bei höheren Anforderungen direkt ein professionelles Schallpegelmessgerät verwenden.

Wenn beispielsweise beurteilt werden soll, ob eine Maschine nach Wartungsarbeiten leiser geworden ist, sind gleichbleibende Position, Entfernung, Gerät und Umgebungsbedingungen oft wichtiger als die übermäßige Konzentration auf einen einzelnen absoluten dB-Wert.

FAQ

Sind die von einer Smartphone-App angezeigten Dezibelwerte echte Messwerte?

Die Werte werden normalerweise aus den vom Mikrofon erfassten Audiosignalen berechnet und sind daher nicht willkürlich. Ihre Genauigkeit hängt jedoch von Hardware, App-Algorithmus und Kalibrierung ab. Sie sollten meist als Orientierungswerte betrachtet werden.

Kann eine Smartphone-App deutlich von einem professionellen Schallpegelmessgerät abweichen?

Das ist möglich. Einige Smartphones können nach geeigneter Kalibrierung in einem begrenzten Pegelbereich relativ nahe an professionellen Messgeräten liegen. Die Abweichung kann sich jedoch bei anderen Frequenzen, Pegeln oder Messbedingungen verändern.

Warum zeigt dieselbe App auf zwei Smartphones unterschiedliche Werte an?

Mikrofonempfindlichkeit, Frequenzgang, Audioelektronik und systemseitige Signalverarbeitung unterscheiden sich je nach Smartphone. Deshalb können trotz identischer App unterschiedliche Ergebnisse entstehen.

Kann ein Smartphone Geräusche über 100 dB messen?

Ob dies zuverlässig möglich ist, hängt vom maximalen Schalldruck ab, den Mikrofon und Audioeingang verarbeiten können. Bei Übersteuerung oder Clipping kann die App weiterhin einen Wert anzeigen, der tatsächliche Schalldruck wird jedoch möglicherweise nicht mehr korrekt wiedergegeben.

Kann eine Smartphone-App zur Kontrolle von Fabriklärm verwendet werden?

Für eine erste Orientierung und Trendbeobachtung ja. Für Arbeitsplatzlärmbewertungen, Maschinenprüfungen oder formelle Messprotokolle sollte ein professionelles Schallpegelmessgerät eingesetzt werden.

Kann eine Smartphone-App ein Schallpegelmessgerät der Klasse 1 oder Klasse 2 ersetzen?

Im Allgemeinen nicht. Schallpegelmessgeräte der Klasse 1 und Klasse 2 sind für definierte Leistungsanforderungen ausgelegt. Übliche Smartphone-Mikrofone und Audiosysteme werden nicht als vollständiges professionelles Schallmesssystem entwickelt und geprüft.

Ist eine App noch sinnvoll, wenn bereits ein professionelles Schallpegelmessgerät vorhanden ist?

Ja. Eine App kann für schnelle Kontrollen und Voruntersuchungen hilfreich sein. Das professionelle Messgerät wird eingesetzt, wenn definierte Messleistung, Kalibrierbarkeit und verlässliche Messdaten erforderlich sind.

Fazit

Smartphone-Lärmmess-Apps sind nicht grundsätzlich ungenau. Sie können eine nützliche Abschätzung des Umgebungsgeräuschpegels liefern und eignen sich gut für alltägliche Vergleiche und Trendbeobachtungen.

Allerdings ist ein Smartphone nicht primär als professionelles Schallpegelmessgerät konzipiert. Mikrofoneigenschaften, Frequenzgang, Audioverarbeitung, Messbereich, App-Algorithmus und Kalibrierung können das Ergebnis beeinflussen.

Wer lediglich wissen möchte, wie laut eine Umgebung ungefähr ist, erhält mit einer Smartphone-App häufig eine praktische Orientierung. Für Arbeitsschutz, Umweltbewertung, industrielle Maschinenprüfungen, Produktprüfungen oder formelle Dokumentationen sollte dagegen ein kalibriertes professionelles Schallpegelmessgerät eingesetzt werden.

Die richtige Einordnung beider Messmethoden hilft dabei, für die jeweilige Aufgabe ein geeignetes Werkzeug auszuwählen und Fehlentscheidungen aufgrund eines einzelnen unzuverlässigen dB-Wertes zu vermeiden.