Im Rahmen einer Kooperation des Labors für Werkstoffphysik am Fachbereich Seefahrt der Hochschule Emden/Leer, das unter der Leitung von Prof. Dr. Jürgen Göken steht, mit Instrumentenbauern der German Musical Instruments Certification e.V. wurden verschiedene akustische Untersuchungen durchgeführt. Dieser Verein ist der Bundesinnung für Musikinstrumentenmacher nahestehend und zeichnet sich inhaltlich dadurch aus, die nachhaltige Verbesserung der Qualität von Musikinstrumenten voranzutreiben.

Hersteller von Musikinstrumenten sind bestrebt, die Entwicklung und Entstehung des Klangs durch handwerkliche Anpassungen zu optimieren. Das Ziel der Kooperation war es, die subjektiven Höreindrücke durch akustische Messungen zu bestätigen bzw. zu widerlegen. Hierzu wurde der Schalldruckpegel an verschiedenen Positionen an unterschiedlichen Musikinstrumenten gemessen.

Als Musikinstrumente kamen Orgelpfeifen sowie ein Klavier und ein Kontrabass zum Einsatz. Während es bei den Orgelpfeifen um den Einfluss der Konstruktionsmaterialien Holz wie auch Metall und der individuellen Bauform auf das Klangverhalten ging, waren die Fragestellungen beim Klavier und beim Kontrabass darauf gerichtet, welche akustischen Auswirkungen mechanische Veränderungen am Musikinstrument haben.

Die akustischen Messungen der Orgelpfeife fanden in einem Kubus statt, der innenseitig mit Mikrofonen bestückt wurde. Dadurch konnten für jede Orgelpfeife der individuelle Schalldruckpegel und dessen räumliche Verteilung bestimmt werden. Die Ergebnisse der Orgelmessungen ergaben bei gleichen Frequenzeinstellungen entscheidende Unterschiede der Schallentwicklung zwischen der oberen Öffnung und dem Labium, was auf das individuelle Design und die unterschiedlichen Materialien der Pfeifen zurückgeführt werden konnte.

In Abb. 1 ist beispielhaft die akustische Lokalisierung des Schallaustritts am Resonanzboden eines Klaviers nach Anspielen eines bestimmten Tons farblich kodiert in einem Bild dargestellt. Für diese Aufnahme wurde eine sogenannte akustische Kamera eingesetzt. Durch das Anbringen verschieden schwerer Massenelemente an dem Klavierresonanzboden ließ sich ein verändertes Klangbild erzeugen. Die Messungen zeigten, dass die angebrachten Gewichte einen homogeneren bzw. sogar harmonischeren Klang hervorrufen können.

Um den Einfluss der mechanischen Belastung eines Kontrabasshalses auf das akustische Verhalten des Klangkörpers zu untersuchen, wurden akustische Messungen unter Verwendung einer speziellen Mikrofonsonde durchgeführt. Die Ergebnisse der Kontrabassmessungen ergaben, dass sich durch Veränderungen der Belastung am Hals des Kontrabasses ein deutlich homogeneres Klangbild erzeugen lässt.

Die empfundenen Höreindrücke der Instrumentenbauer, die unter anderem aus konstruktiven Veränderungen an dem Musikinstrument resultierten, konnten wissenschaftlich bestätigt werden. Durch die der Arbeitsgruppe zur Verfügung stehenden Schallortungsmesssysteme sind auch Messungen in anderen wirtschaftlich-technischen Bereichen, in denen akustische Problemstellungen zu lösen sind (z.B. Lärmbelastung und Lokalisierung von störenden Schallquellen in Schiffen, Fahrzeugen oder an Windenergieanlagen, siehe Abb. 2), möglich.