国外家电降噪技术和分析方法简介(精)

国外家电降噪技术和分析方法简介

吴群力

1 引言

1998年对家电降噪领域来说是不平凡的一年，“格力”率先在中央电视台推出低噪声空调器之后，一场以降低噪声为竞争点的市场战便全面展开。“海尔”，“春兰”等厂家在广告中相继推出低噪声产品，国外厂家也不示弱，低噪声冰箱和低噪声洗衣机的广告到处可见。噪声指标成为家电产品竞争的焦点。作为咨询公司，经常被问及国外家电降噪技术和分析方法，本文根据在国外降噪咨询工作的经验，对国外的一些情况作简单介绍。

2 噪声分析方法

要成功地降低家电产品的噪声，首先要对噪声源进行全面地和系统地分析。力求找出噪声问题所在，以便于有的放矢。常见的噪声分析方法有：

2.1 频谱分析法频谱分析法是噪声控制中最常见的方法。它运用快速福利叶变换(FFT)，将时间域信号转换为频率域信号。图1为轴流风机的频谱。图中很明显看出噪声的峰值是叶片的转动频率。

图1 轴流风机频谱

2.2 声强分析方法声强分析方法是80年代初提出的。声强是矢量，既有方向也有大小。声强法主要应用在噪声源的鉴别和现场声功率的测量。从图2的声强分析图中就可以看出噪声来源于三个位置。

图2 声强分析图

2.3 振动模态分析许多噪声问题是与振动密切关联的。如洗衣机噪声，汽车内部噪声。由于转动机械与结构耦合，产生结构振动和二次辐射噪声，振动模态分析是用实验手段测定结构的振动固有频率、振型和阻尼系数，为产品的设计、降噪提供依据。图3为汽车车体的振动模态。

图3 汽车车体振动模态

2.4 时频分析法传统的信号分析法只能在时间域或频率域上单独完成，这种分析方法局限于对稳定信号的分析。时频分析法可以对非稳定信号进行分析，目前这种方法广泛用于机械故障诊断。

2.5 声质量技术许多研究发现，现有的噪声测定指标，如dB(A)，并不能有效地反映出人的主观感觉，一些噪声级高的产品，听起来并不比噪声低的产品刺耳，这样使得在做降噪时，不得不考虑到人的感觉。声质量技术是用仿真人头把噪声录下来，通过对信号的分析，找出刺耳噪声的原因，给噪声控制提供依据。

2.6 声全息技术声全息技术采用了传声器阵，对空间声场进行分析，此技术能很快找出噪声源和各个声源的功率。但此技术要求64个或128个多通道测试系统。

3 噪声控制手段

噪声控制的手段很多；常见的有：吸声、隔声、减振、消声等等。这些手段在噪声控制的书中都有介绍，但国外最常用的方法是设计阶段的噪声处理，当一个产品定型后，由于噪声高而去改变产品的设计，会有很多限制和困难，例如模

具不能变，零部件不能换等，如果能把噪声级作为产品设计的技术指标之一，设计出的产品必定是好的产品。设计时的噪声控制的方法如图4示。

图4 设计噪声的控制方法

以滚筒式洗衣机为例，设计指标定为声功率级58dB(A)。

第一步，分析零部件噪声，洗衣机中直接发出噪声的部件为电机，电机本身发出的噪声是否能满足要求；第二步，洗衣机的结构振动和声学分析：包括滚筒的固有频率，机壳的固有频率，减振器的阻尼；第三步，零部件与结构的耦合。当电机与结构连接并带动滚筒转动，结构的耦合问题是洗衣机降噪的关键。结构传播噪声和空气传播噪声的计算：结构传播噪声比较复杂。不过有许多软件可用于辅助设计；第四步，计算机预测或样机测量噪声值，然后与设计指标比较。第五步，如果不能达到指标，就要回到第四步。噪声控制可采取的方法有：①结构的调整；②动平衡设计；③机壳隔声和减振；④阻尼材料等。

4 结论

就目前我国家电行业噪声控制的水平来看，与国外相比还有一定的差距。在分析手段上，国内大多数厂家还局限于简单的频谱分析上，在降噪手段上，很少有在设计时就考虑噪声指标的，使噪声问题在设计中体现。

作者简介：吴群力先生为澳大利亚悉尼大学博士，澳大利亚注册专业工程师，曾任新加坡南洋理工大学教授，在澳大利亚、新加坡和香港等地从事声学工作多年。现为北京声望声电技术公司总经理。

作者单位：北京声望声电技术有限公司（100080）