Psychophysiologische Optimierung der akustischen Emissionen von Lebensmittel verarbeitenden Geräten

Fischer, Martin

This dissertation deals with psycho-physiological optimizations of acoustic emission of food processing devices. For this purpose, source, transmission, and emission of noise of small electromotor-powered devices were carefully studied. Experimental noise modifications were developed and measured. Following the noise modification, measures were transcribed and new noise variations were generated. Apart from sound power modifications, psychoacoustic parameters were also modified. Psychoacoustic parameters were analyzed and taken into consideration in order to determine the noise variation of “sharper” and “quieter”.The device’s noise in its initial condition and two modified noise variations were selected for further research on experimental subjects. A noise matrix was created. During sounds exposure on experimental subjects, the psycho-physiological stress was recorded by spontaneous EEG and EKG measurement. Following this, an objective analysis of the measured values was conducted. During the study, the influences of noise variations on activation level and on vigilance were observed.In the spontaneous EEG study, the highest point of power density distribution on parietal Cortex was determined. As experimental time progressed, the dominant power densities and their frequencies on parietal Cortex approached a constant activation level. On the contrary, power density distributions on Cortex cerebri following the sound exposure were marked with clear differences. With progression of “quieter” noise variations, the power density distributions significantly approach those of a relaxed condition. Hence, the power density distribution appeared as a possibility to examine noise optimization measures.By means of EKG measure, a significant increase of heartbeat during sound exposure with the three noise variations was observed and scientifically examined. However, significant differ-rences in relation to noise qualities could not be stated.In the last stage of the experiment, questionnaire was administered to the experimental subjects. In addition, subjective perceptions of the three noise variations were obtained. The results of the questionnaires correlate with the results of the objective investigation through spontaneous EEG measurement. In conclusion, this dissertation provides recommendation on how optimization measures could be conducted for examined devices.

Gegenstand der vorgelegten Dissertationsschrift ist die psychophysiologische Optimierung der akustischen Emissionen von Lebensmittel verarbeitenden Geräten. Hierzu wurden kleine, elektromotorisch angetriebene Geräte hinsichtlich der Geräuschentstehung, -übertragung und -abstrahlung untersucht. Darauf aufbauend wurden experimentell Geräuschmodifikationen realisiert und geprüft. In Folge der Geräuschmodifikationen konnten Pegelmodifikationen umgesetzt und neue Geräuschvarianten generiert werden. Neben den Pegelmodifikationen wurden auch die psychoakustischen Parameter beeinflusst. Durch gezielte Geräusch-modifikationen ließen sich „schärfere“ und „leisere“ Geräuschvarianten generieren.Das Ausgangsgeräusch und zwei modifizierte Geräusche wurden für Folgeuntersuchungen ausgewählt. Eine Geräuschmatrix wurde erstellt. Während einer Beschallung von Versuchs-personen mit der Geräuschmatrix wurde die psychophysiologische Beanspruchung anhand von Spontan-EEG- und EKG-Messungen untersetzt. Im Anschluss erfolgte eine objektive Analyse der aufgezeichneten Daten. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stand der Einfluss auf das Aktivationsniveau und auf die Vigilanz.Mittels Spontan-EEG-Untersuchungen wurden dominante Leistungsdichten am parietalen Cortex ermittelt. Mit zunehmender Versuchsdauer näherte sich die Leistungsdichteverteilung einem konstanten Niveau an. In Folge der Beschallung waren die Leistungsdichteverteilungen unterschiedlich ausgeprägt. Mit einer zunehmend „leiseren“ Geräuschvariante wurde eine signifikante Annäherung der Leistungsdichteverteilung an einen entspannten Wachzustand ermittelt. Die Analyse der Leistungsdichteverteilung wurde damit als eine objektive Methode zur Überprüfung von Maßnahmen zur Geräuschoptimierung belegt.Anhand der EKG-Messungen wurde ein signifikanter Anstieg der Herzfrequenz während der Geräuschmatrix festgestellt. Eine psychophysiologische Beanspruchung in Folge der Geräusch-beanspruchung wurde nachgewiesen. Signifikante Unterschiede hinsichtlich der Geräusch-qualität ließen sich nicht ableiten.Im Anschluss an die Beschallung erfolgte eine Befragung der Versuchspersonen, um die sub-jektive Wahrnehmung zu ermitteln. Die Ergebnisse der Befragung korrelierten mit den Ergebnissen der objektiv analysierten Spontan-EEG-Untersuchungen. Damit konnten Hand-lungsempfehlungen für die Optimierung der untersuchten Geräte abgeleitet werden.

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Fischer, Martin: Psychophysiologische Optimierung der akustischen Emissionen von Lebensmittel verarbeitenden Geräten. 2015.

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