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精准声学测试,确保产品静音品质与可靠度
依据 CNS 8753 测试标准,协禧于专业半无响室(Semi-Anechoic Chamber) 内进行风扇噪音量测。 如图所示,风扇置于距离噪音计 1 公尺 的位置,从进风面方向量测声音讯号。 量测所得资料经由电脑汇整与分析后,进一步绘制出多项频域图(Frequency Domain Charts), 包括:
透过这些专业声学分析,能有效掌握风扇的声音特征、辨识潜在异音来源, 进而优化产品结构与平衡设计,实现更低噪音、更高稳定度的散热效能。
为了确保风扇噪音测试结果的真实性与可重复性,需在具备专业声学条件的空间中进行量测。最常使用的测试环境为 无响室(Anechoic Chamber),其主要目的为:
1. 隔绝外部环境噪音,不受外界声音干扰
2. 吸收室内声波反射,避免回音影响量测结果
无响室的分类
依照是否吸收地面反射音,可以分为两种型式:
◼️ 全无响室:墙面、天花板与地面皆覆以吸音材料。
◼️ 半无响室:地面为反射面,其余为吸音材料。
协禧使用半无响室进行所有风扇噪音测试: 背景噪音低至 约 10 dB(A),有效避免量测结果被环境干扰 适用于静音风扇、车规产品、资讯设备散热模组等要求一致性与可靠度的测试。
声音能量可透过多种方式进行表达,例如:
◼️ 声压(Sound Pressure)
◼️ 声功率(Sound Power)
◼️ 声强度(Sound Intensity)
在实际测试与工程应用中,最常用的指标为 声压级(Sound Pressure Level, SPL)。
声压与声压级的关系
声压的物理单位为 Pa(帕斯卡)。
人耳可听到的最低声压约为 20 μPa(20 × 10⁻⁶ Pa),此值被定义为人耳可感知的基准声压。
为了方便比较不同声音强度,我们以此基准值为参考,将声压转换为对数形式,即为 dB(分贝):
SPL(声压级) = 以 20 μPa 为基准进行对数换算所得之 dB 值
因此:
◼️ 当声压 高于 20 μPa → dB 值为 正值
◼️ 当声压 低于 20 μPa → dB 值会呈现 负值
人耳对不同频率的声音敏感程度并不相同。
即使实际量测到的声压值相同,人耳在低频与中高频所感受到的音量会有明显差异。
举例: 当声音为 30 dB
因此,在噪音测试中,会依照人耳听觉特性,对不同频率做补正,称为 A 加权(A-Weighting)。 加权后的结果以 dB(A) 表示,代表「人耳真实感受到的音量」。
在进行风扇噪音量测时,麦克风型号的选择会直接影响量测的精准度。
协禧所使用的噪音测试麦克风分为两种:
◼️ 一般 0.5 吋麦克风 量测范围约 15 dB(A) ~ 148 dB,适用一般产品量测。
◼️ 低噪音麦克风 量测范围约 6.5 dB(A) ~ 113 dB,适合极低噪音产品;选型时需留意最低可量测值避免「自噪音水平」影响判断。
声音量测时有一个「可量测的最低值限制」。
例如: 一般型麦克风 最低可量测到 15 dB(A)
如果产品实际噪音低于 15 dB(A),量测结果仍会显示 15 dB(A) → 造成误判为更大声
同理: 低噪音麦克风 可量测到 6.5 dB(A) 因此能准确反映 极低噪音产品 的真实声音表现
当产品声音较小、属于静音或精密应用时, 应改用低噪音麦克风进行量测,才能避免资料高估或失真。
声音品质分析旨在判断风扇在运转过程中所产生的声音特性,并非仅以 dB 数值来代表噪音大小,而是透过更多声学参数,综合评估声音是否平顺、稳定、无异音。
声音品质分析中常用的指标包括:
◼️ SPL(声压级):整体音量评估。
◼️ Loudness(响度):贴近主观听觉感受。
◼️ Modulation(调变量):判断是否存在撞击或摩擦异音。
◼️ P.R.(突波量比):侦测突起噪音事件。
协禧使用的声学测试设备来自 德国 HEAD Acoustic,并搭配专业声学分析软体 Artemis。
此系统可在产品研发与验证阶段,进行深度声音品质解析,有效掌握:
◼️ 风扇运转声是否平稳
◼️ 是否存在异音 / 摩擦音 / 马达调变音
◼️ 声音变化是否会随时间或负载而恶化
◼️ 生产批次间声音是否一致
协禧不只测量「有多大声」,更能确保「声音是否好听、品质是否稳定」。
风扇噪音多来自于马达、叶轮与结构件的振动。因此,透过振动量测可有效判断噪音来源,并作为静音改善的核心依据。
单独量测时可能无明显噪音,但安装到系统后却出现异音,这通常是由振动传递与共振效应造成。
此时,就需要进行振动量测来确认问题点并制定改善方向。
协禧在振动量测中使用 单轴与三轴加速度感测器(Accelerometer),可量测:
◼️ 加速度(g / m/s²):判断振动强度与异常来源
◼️ 速度(m/s):用来观察是否存在共振或振动放大
◼️ 位移(μm / mm):用于评估轴承、叶轮、转轴的结构稳定度
透过上述数据,我们能精准分析:
◼️ 振动来自哪个零件或位置
◼️ 是否因为结构不平衡、轴承磨耗或系统共振引起
◼️ 改善后的静音效果是否确实提升
需要协助制定测试计画或客制化验证?联络 ADDA 技术团队,我们可依应用提供最佳化测试建议。
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