CN108986780A - 一种家用电器的降噪装置的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种家用电器的降噪装置的设计方法，所述家用电器包括有噪声源，包括：将家用电器放置于消音室或半消音室，并使得家用电器正常工作；确定噪声源的位置；测试获得噪声源的噪声的频率特性，将噪声音量峰值最高和/或峰值次高的频率确定为需要隔声频率；提取一个或一个以上的隔声单元，记录隔声量最大时的噪声的频率，记为实际隔声频率；计算实际隔声频率和需要隔声频率的差值，若该差值小于ɛ时，则判定该隔声单元满足所述家用电器的设计要求，若该差值大于等于ɛ时，则改变所述隔声单元的一个或一个以上的参数，重新计算该隔声单元的实际隔声频率；采用若干个满足设计要求的隔声单元制作降噪装置。

Description

一种家用电器的降噪装置的设计方法

技术领域

本申请涉及一种家用电器的降噪装置的设计方法。

背景技术

现实生活中，家用电器，噪音都很大，特别是冰箱、冰柜的压缩机所产生的噪音很大，而如何对噪声源等进行降噪一直是家用生活中比较难以解决的问题。并且，由于每个家用电器的结构不同，噪声源功率不同，因此在实际应用中，噪声源所产生的噪声也不尽相同，因此，需要对降噪的材料和噪声源进行一定的匹配的设计。只有当降噪材料的隔声频率与家用电器的噪声源的声学特性相匹配时，才能实现最好的隔声降噪效果。

发明内容

为了解决上述问题之一，本申请提出了一种可根据家用电器的噪声源的实际噪声从而制备降噪装置的设计方法。

为了实现上述目的，本申请一实施方式提供的技术方案如下：

一种家用电器的降噪装置的设计方法，所述家用电器包括有噪声源，包括：将家用电器放置于消音室或半消音室，并使得家用电器正常工作；确定噪声源的位置，并将噪音收集装置放置于与噪声源间隔为D的位置；测试获得噪声源的噪声的频率特性，分析噪声的频谱分布情况，将噪声音量峰值最高和/或峰值次高的频率确定为需要隔声频率；提取一个或一个以上的隔声单元，并对隔声单元分别进行噪声的隔声量测试，并记录隔声量最大时的噪声的频率，记为实际隔声频率；计算实际隔声频率和需要隔声频率的差值，若该差值小于ɛ时，则判定该隔声单元满足所述家用电器的设计要求，若该差值大于等于ɛ时，则改变所述隔声单元的一个或一个以上的参数，并重新进行隔声量测试，且重新计算该隔声单元的实际隔声频率，直至该隔声单元满足所述家用电器的设计要求；采用若干个满足设计要求的隔声单元制作降噪装置，并将降噪装置安装在家用电器内靠近噪声源的位置处。

作为本发明的进一步改进，所述隔声单元包括呈环形设置并具有两个对称开口的外框架、覆盖在所述外框架一个开口上的薄膜及收容于所述外框架内的质量块，所述质量块与所述薄膜相贴靠；则所述薄膜的厚度越厚，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述框架的尺寸越大，则所述薄膜的尺寸也越大，所述隔声单元的实际隔声频率越低；所述薄膜的弹性模量越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述薄膜与框架之间的预紧力越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述质量块的重量越大，所述隔声单元的实际隔声频率越小。

作为本发明的进一步改进，所述质量块固定于所述薄膜上，则，所述质量块与所述薄膜相贴靠的面积越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

作为本发明的进一步改进，所述隔声单元还包括将所述质量块固定在外框架上的约束部，所述约束部自所述质量块相对的两端向外延伸至与所述外框架相连接固定，所述质量块与所述薄膜相贴靠的面积越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

作为本发明的进一步改进，所述质量块内贯穿形成用以散热的通孔，所述通孔的尺寸越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

作为本发明的进一步改进，“测试获得噪声源的噪音的频率特性，获得噪声源的频谱分布情况”具体包括：在100至2000Hz的范围内观察噪声源的噪音音量的1/3倍频程分布，确定前三个音量峰值的频率。

作为本发明的进一步改进，“将噪声音量峰值最高和/或峰值次高的频率确定为需要隔声频率”具体包括：当噪音音量峰值最高和峰值次高之间的音量大小相差大于10dB时，则确定峰值最高频率为需要隔声频率；当上述三个音量峰值之间的音量大小相差均在10dB以内时，则确定峰值最高频率及峰值次高频率为两个需要隔声频率。

作为本发明的进一步改进，满足家用电器的设计要求的隔声单元的种类的数量和需要隔声频率的数量相同。

作为本发明的进一步改进，D的范围在50mm至200mm之间。

作为本发明的进一步改进，ɛ为5Hz。

本发明的有益效果： 本发明通过对噪声源的噪音的具体测试，设计出可用以该家用电器的噪声源的降噪隔声的专门的降噪装置，节约了成本，同时也可达到更好的降噪效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明设计方法的流程示意图；

图2为本发明隔声单元的第一种实施例的结构示意图；

图3为本发明隔声单元的第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种家用电器的降噪装置的设计方法，具体的，所述家用电器为冰箱或冰柜等。并且，在冰箱或冰柜中，噪声源的噪音最大，因此，如何对噪声源进行降噪成为难题。并且，由于不同的冰箱或冰柜的结构不同、噪声源的功率不同，因此若使用同一降噪装置，则可能会造成降噪不全面或材料资源的浪费。

因此，本发明通过对家用电器的噪声源的噪音进行分析，从而为不同的家用电器设计不同的降噪装置，并且，在本实施方式中，所述降噪装置采用声学超材料。具体的，如下：

所述家用电器的降噪装置的设计方法包括：

S1，将家用电器放置于消音室或半消音室中，并使得家用电器正常工作；

S2，确定噪声源的位置，并将噪音收集装置放置于与噪声源间隔为D的位置以收集噪音源所发出的噪音；

S3，测试获得噪声源的噪音的频率特性，分析噪声的频谱分布情况，将噪声音量峰值最高和/或峰值次高的频率确定为需要隔声频率f0和/或f0`；

S4，提取一个或一个以上的隔声单元，并对隔声单元分别进行噪声的隔声量测试，并记录隔声量最大时的噪声的频率，记为实际隔声频率f1；

S5，分别计算实际隔声频率f1和需要隔声频率f0的差值，若该差值小于ɛ时，则判定该参数的隔声单元满足所述家用电器的设计要求，若该差值大于等于ɛ时，则改变所述隔声单元的一个或一个以上的参数，并重新进行隔声量测试，且重新计算该隔声单元的实际隔声频率f1，直至该隔声单元的实际隔声频率f1和需要隔声频率f0之间差值小于ɛ；

S6，采用若干个满足设计要求的隔声单元制作降噪装置，并将降噪装置安装在家用电器内靠近噪声源的位置处。

从而，通过上述方法，即可为该家用电器量身定做降噪装置，使得该降噪装置能够满足所述家用电器的要求，并且在满足成本和散热的情况下，达到最好的降噪效果。

具体的，S1步骤中，在本实施方式中，将所述家用电器放置于半消音室内。半消音室是声学实验和噪声测试中极其重要的实验场所，其主要作用是为了提供一个半自由场空间的低噪声测试环境。半消音室是指，除地面外，室内其他地方不存在任何反射体（面）。由于在本实施方式中，所述家用电器放置于地面上，因此，地面显然是必然会成为噪声源噪音传播过程中的反射面，因此，将所述家用电器放置于半消音室内，模拟的情况与现实情况更加接近，提高了测试的精确度。半消音室的背景噪音必须要低，以适应测试环境的需求，并且，在除地面以外的其他墙面上，其吸声系数必须要高，通常的，其吸声系数必须在99%以上。因此，在半消音室内进行测试，即可进一步的提高测试的准确性，从而达到最好的测试效果。

S2步骤中，D的范围为50mm至200mm，即所述噪音收集装置与噪声源之间的距离保持在50mm至200mm之间。所述噪音收集装置和噪声源之间的距离不能太小或过大，距离太小会导致噪音收集装置收集到的噪音过于集中或过大，距离太大则会导致噪音收集装置收集的噪音不清楚。并且，保证噪音收集装置和噪声源之间没有任何的传声障碍。当然，在本实施方式中，所述噪音收集装置为麦克风。

S3步骤中，具体的，通过声学测试软件测得噪声源的噪音的频率特性，当然，所述声学测试软件与上述所述噪音收集装置相连接。获得噪声源噪音的频率特性后，对噪声的频谱分布情况进行具体分析。

具体的，在100至2000Hz的范围内观察噪声源噪声的1/3倍频程。之所以主要在100至2000Hz的范围内进行观察，是由于噪声源发出的噪音主要为低频及中频噪音。而低频或中频噪音又与高频噪音不同，高频噪音往往可通过长距离传输或遇到障碍物即可迅速衰减。而低频或中频噪音的分贝则递减较慢，并且可轻易穿过障碍物，对人们的健康危害也最大。因此，观测100至2000Hz内的噪声的频谱特性、并且对该范围内的噪声进行控制和削弱，在日常生活中尤为重要。而在1/3倍频程内观察噪音频谱，是为了使得观测更加清楚。

在本实施方式中，通过在1/3倍频程分布内观察噪声源的噪声，确定前三个噪音音量峰值的频率。当然，也可通过观察噪声源的噪声的频谱来确定前四个或四个以上的峰值，也可达到本发明的目的，但是观察前三个噪音音量峰值的频率最为精确，效率也最快。获得前三个峰值的频率后，观察三个音量峰值的音量大小和位于的频率。当音量峰值最高和峰值次高之间的噪声音量大小相差大于10dB时，则说明音量峰值最高的频率的噪音的能量极大，则确定峰值最高的频率为需要隔声频率f0；当三个峰值的音量大小之间均相差10dB以内，也就是小于等于10dB时，则说明三个峰值的频率的噪音的能量都很大，此时，则确定峰值最高的频率和峰值次高的频率为两个需要隔声频率f0和/或f0`。

具体的，由于满足家用电器的设计要求的隔声单元的种类的数量和需要隔声频率的数量相同，即，若需要隔声频率f0的数量为一个，则隔声单元的种类也只有一个，仅仅只是用以主要隔离该需要隔声频率f0的噪音音量峰值；若需要隔声频率f0的数量为两个，则隔声单元的种类也设置两个，分别用以隔离这两个需要隔声频率f0、f0`的噪音音量峰值。但是，若隔声单元的种类过多，也不利于整体降噪装置中隔声单元的设计排布，因此，优选的，本实施方式中所述隔声单元的种类最多设计为两个。

另外，本实施方式中的隔声单元的种类是指，隔声单元的各项参数的变化即会影响其实际隔声频率，则相同的实际隔声频率的隔声单元的结构完全一致，完全相同结构的隔声单元的种类则为同种。当然，隔声装置的同种种类的隔声单元的数量可以为一个或一个以上。

则，通过上述方法，确定了该家用电器的噪声源的噪音的具体的大小分布，并且确认了需要隔声频率f0和/或f0`，该具有最高峰值和/或次高峰值的需要隔声频率f0和/或f0`即为需要用作隔声、降噪处理的主要隔声频率。

S4步骤中，具体的，提取一个或一个以上的隔声单元并对其分别进行噪声的隔声量测试。在本实施方式中，将不同种类的隔声单元分别放置在声管内进行测试。具体的测试方法是，将该隔声单元放置于声管中，并在100至1200Hz的频率范围内，对该隔声单元进行隔声量测试。确定该隔声单元的隔声量最大时，该隔声量所处于的频率，并将该频率记为实际隔声频率f1。

在本实施方式中，声管内的噪音先从100Hz开始，噪音的分贝也逐渐增加，直至达到该隔声单元在该频率下的最大隔声量，则开始下一频率的测试，在本实施方式中，以10Hz为间隔，对100至1200Hz范围内进行分别测试，从而可获得该隔声单元在100至1200Hz范围内的隔声量变化，并且可轻易比较出在100至1200Hz范围内，最大隔声量所处的实际隔声频率f1。

当然，若上述需要隔声频率的数量为两个，即为f0和f0`时，则需要设计两种分别用以隔离上述两个需要隔声频率的隔声单元，并且这两种隔声单元的实际隔声频率为f1和f1`。

然后，S5步骤中，计算实际隔声频率和需要隔声频率的差值。并且，当实际隔声频率和需要隔声频率的数量均为一个以上时，则计算对应的实际隔声频率和需要隔声频率之间的差值。当该差值小于ɛ时，则判定该参数下的隔声单元满足所述家用电器的设计要求，若该差值大于等于ɛ时，则改变所述隔声单元的一个或一个以上的参数，并重新进行隔声量测试，且重新计算该隔声单元的实际隔声频率，直至该隔声单元的实际隔声频率和需要隔声频率之间的差值小于ɛ。

在本实施方式中，ɛ的值为5Hz。因此，若所述隔声单元的实际隔声频率和该噪声源的噪声的需要隔声频率之间差距小于5Hz时，则即可认定该隔声单元可用以隔离该噪声的音量峰值。若所述隔声单元的实际隔声频率和该噪声源的噪声的需要隔声频率之间差距大于5Hz时，则说明该隔声单元的实际隔声频率和该噪声源的需要隔声频率之间差距过大，该隔声单元不能有效的对该噪声源进行隔声降噪，则该隔声单元不可用以隔离该噪声的音量峰值。

如图2和图3所示，具体的，所述隔声单元包括呈环形设置并具有两个对称开口的外框架1、覆盖在所述外框架1一个开口上的薄膜及收容于所述外框架1内的质量块2，所述质量块2与所述薄膜相贴靠。在第一种实施方式中，所述质量块2固定在薄膜上，所述质量块2可通过卡扣、黏贴等方式与薄膜相连接。在第二种实施方式中，所述隔声单元还包括约束部21，所述约束部21自所述质量块2相对的两端向外延伸至与所述外框架1相连接固定。另外，所述质量块2内可贯穿形成用以散热的通孔22，所述通孔22的贯穿方向朝向所述开口。

具体的，所述薄膜的厚度越厚，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述外框架的尺寸越大，则所述薄膜的尺寸也越大，所述隔声单元的实际隔声频率越低；所述薄膜的弹性模量越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述薄膜与外框架之间的预紧力越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述质量块2的重量越大，所述隔声单元的实际隔声频率越低。并且，所述质量块2与所述薄膜相贴靠的面积越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。质量块2内贯穿的通孔22的尺寸越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

因此，若隔声单元的实际隔声频率过大，远超过噪声源噪声的需要隔声频率，则可通过改变如下参数对实际隔声频率进行减小：减小薄膜厚度、增大框架尺寸即增大薄膜的尺寸、减小薄膜的弹性模量、减小薄膜和外框架之间的预紧力、增大质量块2的重量、减小质量块2和薄膜之间的贴靠面积、减小质量块2内通孔22的尺寸。当然，若隔声单元的实际隔声频率过小，则相应的更改参数的方法相反，此处不再赘述。

最后，通过上述的S5步骤，即可获得用以对该家用电器的噪声源进行降噪的隔声单元。则在S6步骤中，采用若干上述隔声单元制作降噪装置，并将降噪装置安装在家用电器内靠近噪声源的位置处。在本实施方式中，所述降噪装置可以呈板状，用以隔断噪声源向外发噪音的路径，当然也可呈箱状，可完全收容所述噪声源，达到最好的降噪效果。

综上所述，通过上述对家用电器的降噪装置的设计方法，可对该家用电器的降噪装置进行量身定做，依据该家用电器的噪声源发出的噪音进行隔声单元的选用和制作。从而，可使得降噪装置达到最好的隔声效果。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家用电器的降噪装置的设计方法，所述家用电器包括有噪声源，其特征在于：包括：

将家用电器放置于消音室或半消音室，并使得家用电器正常工作；

确定噪声源的位置，并将噪音收集装置放置于与噪声源间隔为D的位置；

测试获得噪声源的噪声的频率特性，分析噪声的频谱分布情况，将噪声音量峰值最高和/或峰值次高的频率确定为需要隔声频率；

提取一个或一个以上的隔声单元，并对隔声单元分别进行噪声的隔声量测试，并记录隔声量最大时的噪声的频率，记为实际隔声频率；

计算实际隔声频率和需要隔声频率的差值，若该差值小于ɛ时，则判定该隔声单元满足所述家用电器的设计要求，若该差值大于等于ɛ时，则改变所述隔声单元的一个或一个以上的参数，并重新进行隔声量测试，且重新计算该隔声单元的实际隔声频率，直至该隔声单元满足所述家用电器的设计要求；

采用若干个满足设计要求的隔声单元制作降噪装置，并将降噪装置安装在家用电器内靠近噪声源的位置处。

2.根据权利要求1所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：所述隔声单元包括呈环形设置并具有两个对称开口的外框架、覆盖在所述外框架一个开口上的薄膜及收容于所述外框架内的质量块，所述质量块与所述薄膜相贴靠；则所述薄膜的厚度越厚，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述框架的尺寸越大，则所述薄膜的尺寸也越大，所述隔声单元的实际隔声频率越低；所述薄膜的弹性模量越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述薄膜与框架之间的预紧力越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高；所述质量块的重量越大，所述隔声单元的实际隔声频率越小。

3.根据权利要求2所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：所述质量块固定于所述薄膜上，则，所述质量块与所述薄膜相贴靠的面积越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

4.根据权利要求2所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：所述隔声单元还包括将所述质量块固定在外框架上的约束部，所述约束部自所述质量块相对的两端向外延伸至与所述外框架相连接固定，所述质量块与所述薄膜相贴靠的面积越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

5.根据权利要求4所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：所述质量块内贯穿形成用以散热的通孔，所述通孔的尺寸越大，所述隔声单元的实际隔声频率越高。

6.根据权利要求1所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：“测试获得噪声源的噪音的频率特性，获得噪声源的频谱分布情况”具体包括：

在100至2000Hz的范围内观察噪声源的噪音音量的1/3倍频程分布，确定前三个音量峰值的频率。

7.根据权利要求6所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：“将噪声音量峰值最高和/或峰值次高的频率确定为需要隔声频率”具体包括：当噪音音量峰值最高和峰值次高之间的音量大小相差大于10dB时，则确定峰值最高频率为需要隔声频率；当上述三个音量峰值之间的音量大小相差均在10dB以内时，则确定峰值最高频率及峰值次高频率为两个需要隔声频率。

8.根据权利要求7所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：满足家用电器的设计要求的隔声单元的种类的数量和需要隔声频率的数量相同。

9.根据权利要求1所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：D的范围在50mm至200mm之间。

10.根据权利要求1所述的一种家用电器的降噪装置的设计方法，其特征在于：ɛ为5Hz。