风扇噪音测试与声音品质分析

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风扇噪音测试与声音品质分析
Jan.10,2026

风扇声音量测方法与标准

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:

  • FFT(快速傅立叶分析):将时域讯号转换频域讯号后分析能量分布之方法
  • Octave Band 分析:划分频带范围分析声压的能量分布
  • Loudness(响度)分析:模拟人耳对音量的主观感受
  • Modulation(调变量)分析:侦测是否存在异音或周期性振动

 

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。

 

无响室的功能与重要性 

 

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。

声音大小的表示方式

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

dB 与 dB(A) 的差异

 

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

  • 在 100 Hz 时,人耳仅感觉相当于 约 10.9 dB
  • 在 500 Hz 时,则会感觉接近 约 26.8 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」。

噪音计(麦克风)选型与量测范围

 

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。

声音品质分析项目

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」。

振动量测与改善

 

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。
以风扇为例:

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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