Wetterschutz für Mikrofone
20.06.2014Ein immer wiederkehrendes Thema ist der Schutz von Mikrofonen vor Wetterereignissen, insbesondere Regen. Durch Dauererfassungen über mehrere Monate an schlecht zugänglichen Standorten möchte man natürlich das Mikrofon möglichst sicher installieren. So gibt es diverse Ideen, wie die Mikrofone geschützt werden können. Leider meist mit unerwünschten Nebenwirkungen.
Das Problem: Wetter und Feuchtigkeit
Ein Mikrofon muss so gestaltet sein, dass es Schall gut empfangen kann. Es muss daher direkten Kontakt zur Umwelt haben, aus der der Schall aufgezeichnet werden soll. Dadurch ist es aber automatisch auch Umwelteinflüssen, insbesondere Regen ausgesetzt. Feuchtigkeit ist für jegliche Elektronik auf Dauer ein Problem, sie führt zu Korrosion, Leitungsproblemen und Kurzschlüssen. Definitiv eine unerwünschte Auswirkung des Wetters. In Abhängigkeit des Funktionsprinzips und Aufbaus sind Mikrofone unterschiedlich empfindlich für Feuchtigkeit. Große Membranmikrofone sind generell empfindlicher als winzig kleine Elektret-Mikrofone. Erstere sind dafür empfindlicher und weisen meist einen besseren Frequenzgang auf.
Mögliche Lösungen
Im folgenden zeige ich verschiedene Lösungen, die jedoch alle mit Problemen einhergehen. In der Regel leidet die Aufnahmequalität oder aber Empfindlichkeit und damit die Reichweite. Keine dieser Lösungen kann empfohlen werden.
Schallumlenkung
Eine der bekanntesten Lösungen des Wetterschutzes wurde zuerst für das Anabat-System angewendet. Das Mikrofon wird in einer Röhre versenkt und nach unten ausgerichtet, so kann es nicht auf das Mikrofon regnen. Unterhalb der Röhre wird in entsprechendem Abstand eine Plexiglasplatte waagrecht angebracht. Diese reflektiert von oben kommenden Schall, für den das Mikro in der Röhre unempfindlich ist, zum Mikro zurück. Der Schutz des Mikrofons ist damit sehr hoch. Leider gehen damit einher starke Veränderungen des Rufs, insbesondere werden Echos produziert an der Platte und in der Röhre, die den Rufverlauf stark stören. So ist eine automatische Vermessung meist unmöglich und auch die manuelle Bestimmung häufig erschwert. Beim Anabat-System fällt das jedoch kaum auf.
Dach überm Mikro
Manchmal sieht man als Lösung ein Dach über dem Mikrofon, das Regen vom Mikro abhalten soll. Dadurch wird aber der Aufnahmebereich räumlich eingeschränkt, das Dach schirmt das Mikro teilweise ab. Zusätzlich erzeugt das Dach auch Echos von Rufen am Mikrofon. Dies führt zu Überlagerung von Echos mit dem Ruf (Interferenze) und erschwert wie die vorher beschriebene Umlenkung die Rufanalyse. Daher ist dies keine optimale Lösung und sollte nicht verwendet werden.
Mikro versenkt
Um das Mikro und den Detektor vor Wettereinflüssen zu schützen, kann man das Gerät mitsamt Mikro in eine Wetterfeste Box einbauen und so schützen. Das Mikro wird dann so positioniert, dass es hinter einem Loch des Gehäuses sitzt. Solange dieses Loch nicht in Wetterichtung zeigt, eine mögliche Lösung. Das Problem wie bei den vorherigen Lösungen ist auch hier die Qualität der aufgezeichneten Rufe. Interferenzen durch Echos in der Box und am Lochrand (Beugung) führt zu Rufen, die nicht mehr sinnvoll auswertbar sind.
Schaumstoff
Aus dem Fernsehen kennt man die Mikrofone nur mit einer Schaumstoffhaube. Diese wird bei hörbarem Schall primär als Windschutz und sekundär auch als Regenschutz verwendet. Manche Ultraschallmikrofone werden daher auch mit solch einem Schutz ausgestattet. Dieser führt bedingt immer zu einer Abnahme der Empfindlichkeit, da der Schall durch den Schaumstoff muss, um ans eigentliche Mikrofon zu kommen. In Abhängigkeit der Feinstruktur ist die Abschwächung aber nicht so stark (nimmt für hohe Frequenzen jedoch zu!). Gegebenenfalls muss die Verstärkung des Geräts erhöht werden, um den Effekt zu kompensieren. Aber die Rufe sollten dennoch Echo-frei ankommen, im Gegensatz zur vorher beschriebenen Reflektor-Lösung. Katastrophal wirkt sich Schaumstoff jedoch aus, wenn er feucht wird. In diesem Moment blockiert das Wasser, dass sich in den Lücken des Schaumstoffs hält, einen Großteil des Schalls. Die Empfindlichkeit des Mikrofons sinkt drastisch. Das bedeutet, nach Regen, auch nur nur einem kurzen Schauer, wird ein so ausgestattetes Mikrofon deutlich unempfindlicher sein. Aber nicht nur Regen führt zu feuchtem Schaumstoff. Auch Nebel oder Tau, der beinahe jede Nacht entsteht, können diesen Effekt bereits hervorrufen. Insofern ist der Schaumstoff ums Mikrofon eigentlich ein No-Go.
Folie
Manchmal wird eine dünne Folie übers Mikrofon gezogen, um dieses zu schützen. Wie bei Schaumstoff führt die Folie zu einer Dämpfung des Schalls. Entsprechend wie die Folie beschaffen ist und wie diese über dem Mikrofon sitzt (stramm, Abstand, …) ist die Dämpfung mehr oder minder stark. Auf Grund dieser Unsicherheit sollte man von einer Folie Abstand nehmen. Noch viel unangenehmer ist, dass sich unter der Folie ein Treibhausklima entwickeln kann, mit Kondenswasser und hoher Luftfeuchte. Spätestens dann ist solch ein Wetterschutz genau das Gegenteil und wird zu einer schnelleren Alterung des Mikros führen. Daher: Finger weg!
Alternativen?
Wie gezeigt sind die möglichen Lösungen alle mit Nacheilen behaftet, die den Einsatz eigentlich nicht erlauben. Vor allem die negativen Folgen für die Rufqualität und daraus resultierende Probleme bei der Bestimmung und automatischen Weiterverarbeitung sind teils gravierend. Aber, was dann - wie kann man das Mikrofon vor Wetter schützen? ###Robustes Mikrofon Der beste Schutz ist es, ein von vornherein robustes Mikrofon zu verwenden. Mittlerweile bevorzugen zahlreiche Hersteller ein Mikrofon von Knowles aus der FG Serie. Dieses wurde im D240(x) von Pettersson eingeführt, dort aber noch etwas geschützt. Als erstes wurde am batcorder seit 2007 dieses Mikro auch für passive Erfassung ohne besonderen Schutz eingesetzt. Durch die Kalibrierung konnte der Erfolg für dieses Mikro belegt werden. Viele andere Hersteller sind dann 6 Jahre später (2013) nachgezogen. Die FG-Serie von Knowles ist durch die Bauweise bereits sehr robust auch gegenüber Wettereinflüssen. ###Umsichtiger Aufbau Ein weiterer guter Schutz ist ein von vornherein umsichtiger Aufbau des Mikrofons. Ausrichtung nicht in Hauptwetterrichtung und horizontal, so dass kein Wasser auf dem Mikro stehen kann bzw. Regentropfen von oben hineinfallen können. Mit einfachen Massnahmen wie Schaumstoffringen, wenn das Mikro in einer planen Fläche sitzt, kann ein zusätzlicher Schutz gegeben werden (wie zB beim batcorder WKA-Mikrofon). ###Testen, testen, testen Auch wenn das Mikro robust ist oder geschützt verbaut ist, sollte es dennoch regelmässig getestet werden. Nur so können Änderungen der Empfindlichkeit zeitnah festgestellt und ausgeglichen werden. So ist es dann zwar ärgerlich, wenn ein Mikro wegen Wetterbedingten Schäden getauscht werden muss, aber man kann so gewährleisten, dass die Erfassung sauber weiterläuft.