เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้รับการปรึกษาหารือจากลูกค้า: เครื่องช่วยหายใจแบบพกพาที่พวกเขาพัฒนาขึ้นนั้นมีเสียงดังเกินไปเนื่องจากปั๊มอากาศขนาดเล็กส่งผลให้เกิดประสบการณ์การใช้งานที่ไม่ดีและแม้กระทั่งส่งผลกระทบต่อผลการประมูลของโรงพยาบาล ปัญหาที่คล้ายกันเป็นเรื่องธรรมดาในสายการผลิตอุตสาหกรรมและอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ - เสียงไม่เพียง แต่เป็นปัญหาความสะดวกสบาย แต่ยังมีแนวโน้มที่จะเปิดเผยข้อบกพร่องในการออกแบบ บทความนี้จะถูกรวมเข้ากับกรณีวิศวกรรมแบ่งปันเทคนิคการลดเสียงรบกวนที่พิสูจน์แล้ว 5 ข้อนำคุณไปสู่สาระสำคัญของปัญหา
ก่อนอื่นแหล่งที่มาของเสียงรบกวน: อย่าปล่อยให้ "การสั่นสะเทือน" และ "การไหลของอากาศ" ทำลายการออกแบบของคุณ
หลังจากผ่าปั๊มอากาศที่ผิดพลาด 37 ครั้งเราพบว่าเสียงดังส่วนใหญ่มาจากสอง "ผู้ร้าย":
การสั่นสะเทือนเชิงกล (62%):
ความผิดปกติของมอเตอร์และเสียงสะท้อนที่เกิดจากความไม่สมดุลของไดอะแฟรมส่งการสั่นสะเทือนไปยังเปลือกหอยเหมือน "สายกีตาร์ที่ไม่ดี"
กรณี: ตัวปั๊มอลูมิเนียมอัลลอยด์ของเครื่องดมยาสลบบางประเภทนั้นบางเกินไปและเสียงกำทอนที่รุนแรงถูกสร้างขึ้นที่ความถี่ 20Hz
เสียงไหลเวียนของอากาศ (28%):
เมื่อสูง - แก๊สความเร็วผ่านพอร์ตวาล์วแคบความปั่นป่วนจะทำให้เกิด "เอฟเฟกต์นกหวีด" คล้ายกับเสียงนกหวีดของการระเบิดขวด
ข้อมูล: เมื่อความเร็วการไหลของอากาศเกิน 15 ม./วินาทีค่าเดซิเบลเสียงจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 30%
2. เคล็ดลับการลดเสียงลับของวิศวกรห้าคน
เคล็ดลับ 1: ใช้ "การติดตั้งช่วงล่าง" เพื่อแก้ปัญหาการสั่นสะเทือน
ปัญหา: การตรึงสกรูทั่วไปขยายการนำไฟฟ้าการสั่นสะเทือน
โครงการ:
การใช้วงเล็บระงับซิลิโคน (ดังที่แสดง) ช่วยลดการส่งสัญญาณการสั่นสะเทือน 80%
ตามหลักการติดตั้งเครื่องยนต์รถยนต์ความสูง - การสั่นสะเทือนความถี่จะถูกดูดซึมโดยวัสดุทำให้หมาด ๆ
ข้อมูลที่วัดได้: หลังจากการติดตั้งปั๊มอากาศอุตสาหกรรมการสั่นสะเทือนของเปลือกจะลดลงจาก 0.8 มม./วินาทีเป็น 0.1 มม./วินาที
เคล็ดลับที่ 2: "กฎแซนวิช" ในการออกแบบ silencer
ความเข้าใจผิด: เพียงแค่เพิ่ม Silencer Cotton มีผล จำกัด และง่ายต่อการบล็อกการไหลเวียนของอากาศ
วิธีแก้ปัญหาขั้นสูง:
เลเยอร์แรก: แผ่นพรุน (รูรับแสง <1mm) จะแตกกระแสวนวนขนาดใหญ่
เลเยอร์ที่สอง: เสียงความหนาแน่นไล่ระดับสี - ดูดซับฝ้าย (จาก 30 กก./m³ถึง 80kg/m³)
เลเยอร์ที่สาม: Resonator Helmholtz สำหรับเสียงความถี่เฉพาะ
กรณี: ปั๊มสุญญากาศในห้องปฏิบัติการใช้โครงสร้างนี้และเสียงไหลเวียนของอากาศจะลดลงจาก 65dB เป็น 42dB
เคล็ดลับที่ 3: เทคนิคการเบี่ยงเบนเพื่อให้การไหลของอากาศ "เบา ๆ "
จุดปวด: ข้อศอกมุมขวาจะทำให้เกิดการลอกอากาศทำให้เกิดเสียงโผล่ขึ้นมา
การออกแบบที่เป็นนวัตกรรม:
การพิมพ์ 3 มิติแบบค่อยเป็นค่อยไปของเกลียวเพื่อให้มุมพวงมาลัยการไหลของอากาศน้อยกว่าหรือเท่ากับ 15 องศา /ซม.
การเคลือบผิวด้วยเทฟลอนช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
ผล: การทดสอบของโรงงานอิเล็กทรอนิกส์ 3C แสดงให้เห็นว่าเสียงรบกวนจากความปั่นป่วนลดลง 55% ภายใต้อัตราการไหลเดียวกัน
เคล็ดลับ 4: มอเตอร์ - ขับเคลื่อน "ปรัชญาชีวิตช้า"
ความลับของอุตสาหกรรม: สำหรับการลดความเร็วทุก 10% การลดทอนสัญญาณรบกวนคือ 6dB
ขั้นตอนการใช้งาน:
ปั๊มอากาศขนาดเล็กที่ต้องการพร้อมฟังก์ชั่นควบคุมความเร็ว PWM (เช่นซีรี่ส์ ADN ของ Festo)
การชะลอตัวอัตโนมัติในระหว่างปิด - ชั่วโมงเร่งด่วน (เช่นโหมดกลางคืน)
ด้วยใบพัดแรงเฉื่อยขนาดใหญ่เพื่อให้ความผันผวนของความเร็วราบรื่น
การเปรียบเทียบต้นทุน: แม้ว่าโมดูลควบคุมความเร็วจะเพิ่มค่าใช้จ่าย 15%แต่อายุการใช้งานอุปกรณ์จะขยายออกไป 2.3 เท่า
เคล็ดลับที่ 5: ระบบลดเสียงอัจฉริยะที่ "หายใจ"
การตัด - โซลูชันขอบ:
เซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนของ MEMS ถูกจัดเรียงบนพื้นผิวของตัวปั๊มเพื่อจับคลื่นเสียงรบกวนแบบเรียลไทม์
การยกเลิกคลื่นอะคูสติกแบบผกผัน (เทคโนโลยี ANC) ถูกขับเคลื่อนด้วยอัลกอริทึมแบบปรับตัว
การวัดที่เกิดขึ้นจริง: หลังจากการประยุกต์ใช้เครื่องช่วยหายใจ - สูงเสียงหูของผู้ป่วยลดลงจาก 47dB เป็น 29dB ซึ่งดีกว่ามาตรฐานของ WHO WRAD
สามคู่มือการหลีกเลี่ยงหลุม: "การลดเสียงรบกวนที่ผิดพลาด" เหล่านี้กำลังทำลายอุปกรณ์ของคุณ
การพึ่งพาฉนวนกันความร้อนมากเกินไป: ส่งผลให้การกระจายความร้อนไม่ดีอุณหภูมิของมอเตอร์เพิ่มขึ้นมากกว่า 40 องศา C จะเร่งอายุ
การเพิ่มขึ้นของการปราบปรามเสียงรบกวนแบบตาบอด: เสียงไหลเวียนของอากาศรองจะถูกสร้างขึ้นเมื่อรูรับแสง> 3mm
ละเว้นอิทธิพลของสื่อ: เมื่อถ่ายทอดก๊าซความหนาแน่นต่ำ - ก๊าซความหนาแน่นเช่นไฮโดรเจนประสิทธิภาพของเครื่องเก็บเสียงแบบดั้งเดิมลดลง 60%
สรุป: การลดเสียงรบกวนคือ "ระบบ -} เกม"
ประสบการณ์ในการออกแบบพื้นที่ - ปั๊มอากาศเกรดทำให้ฉันเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าการควบคุมเสียงรบกวนไม่ใช่การเพิ่มและการลบอย่างง่าย แต่เป็นการสร้างการสั่นสะเทือนการไหลเวียนของอากาศวัสดุและโครงสร้างอย่างเป็นระบบ ขอแนะนำให้วิศวกรแนะนำการจำลองเสียงรบกวน (เช่น Ansys Harmonic Analysis) ที่จุดเริ่มต้นของการออกแบบและรวมเคล็ดลับของบทความนี้สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพมิติมัลติ - การเพิ่มประสิทธิภาพมิติ - หลังจากทั้งหมด