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一、前言

Thermo Scientific 1500系列生物安全柜是赛默飞世尔科技面向高等级实验室、制药企业与科研机构推出的高性能防护设备。该系列产品以稳定的气流控制、低能耗运行和卓越的人机工程设计著称，其在操作舒适性与环境噪音控制方面尤为突出。

在现代实验室中，生物安全柜不仅需要提供可靠的生物防护，还必须满足人体工学和声学舒适度要求。长期处于高噪音环境会导致操作人员注意力下降、疲劳增加，甚至影响实验准确性。Thermo Scientific 1500系列通过精密的结构优化与声学设计，实现了业内领先的低噪运行水平。

本文将系统介绍该系列生物安全柜的噪音控制原理、结构设计、检测方法、影响因素与维护要点，并结合国际标准说明其声学性能优势。

二、噪音控制的重要性

1. 实验室环境要求

生物安全柜通常运行时间较长，其风机系统、气流通道及空气流动都会产生一定噪声。根据国际标准EN 12469和NSF/ANSI 49的规定，Ⅱ级生物安全柜运行噪声应低于67 dB(A)，以保障人员舒适与集中操作。

2. 噪音对实验人员的影响

• 长期暴露于高噪声环境可能导致听力疲劳或损伤；

• 噪音会干扰操作人员的专注度，增加误操作概率；

• 在科研环境中，噪声过高还可能干扰仪器设备的读数与记录。

3. 噪音控制的意义

有效的噪音控制能：

• 改善实验室声环境，提升工作舒适度；

• 延长设备寿命，减少机械磨损；

• 提高实验操作的精准度与安全性；

• 体现实验室整体管理与质量控制水平。

三、噪音来源分析

Thermo Scientific 1500系列安全柜的噪音主要来自以下几个部分：

1. 风机系统噪音：

• 风机转动产生机械噪声；

• 叶轮与空气摩擦产生气动噪声。

2. 气流通道噪音：

• 气流在通道内高速流动时的湍流震动；

• 进风口和排风口的局部风阻引起气流脉动。

3. 结构共振与振动噪声：

• 柜体板材或支撑结构共振；

• 机械部件松动导致结构振动传播。

4. 环境反射噪音：

• 实验室硬质地面和墙壁反射声音；

• 多台设备同时运行导致声波叠加。

通过对以上噪声源的识别与分析，Thermo Scientific在1500系列设计中进行了系统性的声学优化。

四、噪音控制结构设计

1. 低噪音风机系统

Thermo Scientific 1500系列采用高效ECM直流变频风机，相比传统AC风机，其具备以下优势：

• 运行平稳、无刷电机减少摩擦噪声；

• 智能变速控制保持气流稳定，避免风速波动引起噪音；

• 内置平衡叶轮结构，降低旋转不平衡造成的振动；

• 风机安装于独立隔音腔内，减少噪音外传。

2. 多层隔音结构

• 内层吸音材料：风机舱和风道内壁覆有聚氨酯复合吸音棉，吸收高频噪音；

• 中层阻尼板：采用复合阻尼钢板抑制共振传播；

• 外层隔音板：柜体外壳采用厚壁金属板，降低结构振动声。

3. 气流路径优化

• 风道采用流线型曲面设计，减少湍流与涡流；

• 进风格栅与出风口角度经流体力学计算，降低风阻系数；

• 排风经过多层消音格栅系统后再排出，声能在路径中被逐步吸收。

4. 减震与隔振装置

• 机体底座安装防震橡胶垫，有效隔绝地面传递的振动；

• 风机与机架间设有柔性减震连接件，阻断机械共振；

• 所有旋转部件经过动平衡校正，减少机械噪声。

五、噪音测试标准与方法

1. 测试环境要求

• 实验室背景噪声≤50 dB(A)；

• 地面与墙面为吸音材料；

• 测试在设备正常运行、风机稳定状态下进行。

2. 测试仪器

• 精密声级计（精度±1 dB）；

• 频谱分析仪用于分辨不同频段噪声；

• 振动分析仪用于检测结构共振。

3. 测试位置

根据标准，在操作员正前方距离安全柜1米、距地面1.2米处进行噪声测量。必要时在左右两侧各设置测点以评估空间分布。

4. 测试步骤

1. 启动设备并稳定运行10分钟；

2. 测量风机运行状态下的噪声值；

3. 测量照明与风机同时运行时的综合噪声；

4. 记录最高、最低与平均声级。

5. 判定标准

Thermo Scientific 1500系列运行噪声应≤67 dB(A)，优于多数国家标准限值。若检测值超标，应重新检查风机平衡与结构安装。

六、噪音控制技术原理

1. 声源控制

通过优化风机结构与控制策略，在噪声产生源头进行抑制：

• 精密加工叶轮减少气动摩擦；

• 采用高效率ECM电机降低电磁振动；

• 使用软启动与缓加速算法减少瞬态噪声。

2. 声传播阻断

在声波传播路径上增加吸声与阻尼结构：

• 双层金属外壳与吸音棉结构吸收声能；

• 风机舱采用隔音腔体封闭设计；

• 排风口加装消声格栅。

3. 反射控制

柜体表面采用防共振涂层与复合板，降低声波反射。操作台面采用防震设计，进一步削弱结构回声。

4. 声能吸收

利用多孔材料将声波能量转化为热能，通过空气摩擦与材料阻尼实现降噪效果。

七、噪音控制效果与实测数据

在实际运行测试中，Thermo Scientific 1500系列在全速运行模式下的噪声约为63–65 dB(A)，在低速或节能模式下可低至**60 dB(A)**以下。相比行业普遍水平降低约15%。

同时，在操作员耳部位置的噪声频谱中，1500系列设备的高频噪音显著减少，这意味着其声音更柔和、低频平稳，不易引起听觉疲劳。

八、噪音影响因素与调整建议

1. 环境因素

• 若设备靠近墙壁或角落，声波反射会增强噪音感受；

• 实验室地面或墙体为瓷砖或金属面，会放大反射声。
  建议： 在设备背后或墙体处安装吸音板，保持1米以上距离。

2. 风机状态

• 风机轴承磨损、叶轮偏心会增加机械噪声；

• 长期未清洁造成灰尘沉积，也会引起气动噪音。
  建议： 定期维护风机、清理灰尘，必要时更换轴承。

3. 滤网阻力

• HEPA滤网堵塞会导致风机转速提升，噪声随之增大。
  建议： 定期检测压差，当阻力超过设计值时更换滤网。

4. 结构松动

• 长期使用导致螺栓松动或密封条老化，会产生共振。
  建议： 每季度检查紧固件与密封件，确保结构稳定。

九、噪音检测与维护周期

通过定期检测与调整，可长期维持设备低噪运行状态。

十、噪音控制与人机工程设计

Thermo Scientific在1500系列中充分考虑操作人员的声学体验：

• 控制面板采用软触感按键与低声反馈；

• 风机在启动与停止过程中平缓过渡，无突变声；

• 声能主要集中在中低频段，减少刺耳高频；

• 整机运行时声音稳定、节奏均匀，不会产生心理干扰。

这些细节设计大幅提升了操作舒适性，使长时间操作仍保持安静和专注。

十一、噪音与能耗关系

风机噪声与气流速度、风机功率密切相关。Thermo Scientific通过智能变频控制实现能耗与噪声的双重平衡：

• 当实验负载较轻时自动降低转速以降低噪声；

• 在维持安全气流的同时减少能耗；

• 长期运行节能可达20%，同时噪声下降3–5 dB(A)。

十二、噪音控制与实验室安全标准

Thermo Scientific 1500系列噪音性能符合以下标准：

1. EN 12469：噪声≤67 dB(A)；

2. NSF/ANSI 49：运行状态下不超过67 dB(A)；

3. GB 4793.9：噪声水平应确保操作舒适；

4. ISO 11201：声功率级测试标准。

实测结果显示该系列产品完全满足并优于上述标准，成为同类设备中低噪表现的典范。

十三、常见噪音问题及解决措施

十四、噪音控制的维护建议

1. 定期清洁风机与过滤器区域；

2. 每季度检查防震橡胶垫与螺栓紧固情况；

3. 每半年检测噪声值并记录；

4. 若发现噪声升高超过5 dB(A)，应立即排查；

5. 避免在设备周围放置金属物品或硬质反射面；

6. 设备搬迁后须重新调平并验证噪音性能。

十五、噪音监控与记录管理

为保证长期稳定运行，实验室应建立噪音监测记录制度：

• 每次性能测试均应记录噪音数据；

• 建立年度趋势分析，评估噪声变化；

• 若噪音持续上升，应进行风机与结构维护；

• 所有检测数据应归档，便于审计与追溯。