ISO 10302-12024 声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分空气噪声测量标准立项发展报告

声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分：空气噪声测量标准立项发展报告英文标题：StandardizationDevelopmentReport:Acoustics—Measurementofairbornenoiseemittedandstructure-bornevibrationinducedbysmallair-movingdevices—Part1:Airbornenoisemeasurement摘要：本报告旨在系统阐述国际标准ISO10302-1:2024《声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分：空气噪声测量》的立项背景、技术内容、修订历程及未来发展趋势。随着电子设备小型化、高集成度发展，小型空气运动装置（如散热风扇）在计算机、通信设备、汽车电子及家用电器等领域得到广泛应用，其气动噪声已成为影响产品舒适度和用户体验的关键因素。本标准作为该领域的核心基础标准，为小型风扇类产品的噪声测量提供了统一、规范的测试方法。报告详细分析了标准的技术框架，包括测量环境要求、仪器精度、安装方法及声压级与声功率级的计算流程，重点介绍了修订过程中纳入的宽带噪声、纯音成分及湍流影响等最新技术考量。此外，报告还对该标准的归口单位——国际标准化组织声学技术委员会（ISO/TC43）进行了详细介绍，阐述了其在国际声学标准化工作中的领导地位。结论部分指出，该标准的修订发布，对于全球范围内消费电子、信息技术及家电产品的噪声控制、能效优化及国际贸易互认具有重要的指导作用，未来将向更精准的数值仿真验证和更低噪声的智能控制方向演进。关键词：小型空气运动装置；空气噪声；声功率级；声压级；标准化；ISO10302-1；噪声测量；声学测试Keywords：Smallair-movingdevices;Airbornenoise;Soundpowerlevel;Soundpressurelevel;Standardization;ISO10302-1;Noisemeasurement;Acoustictesting一、引言随着信息化、智能化浪潮的推进，电子设备的性能不断提升，其核心部件——中央处理器、图形处理器及电源模块的热流密度也随之骤增。作为热管理系统的关键组件，小型空气运动装置（SmallAir-movingDevices,简称AMDs），如轴流风扇、离心风扇及鼓风机，被广泛集成于笔记本电脑、服务器、投影仪、汽车空调系统及家用空气净化器等产品中。与此同时，用户对产品声品质的要求日益严苛，空气运动装置产生的气动噪声已成为影响设备舒适性、办公环境效率乃至用户体验的核心指标之一。因此，制定一套精确、可重复且国际通用的噪声测量方法标准，对于指导产品设计、实现噪声控制及进行国际贸易中的性能比对至关重要。二、标准背景与立项动因2.1技术发展的驱动近年来，小型空气运动装置的设计呈现出低噪化、高效化、微型化三大趋势。传统的噪声测试方法（如基于早期版本的ISO10302）在面对新型风扇的复杂噪声频谱（包含显著的宽带涡流噪声和离散的纯音噪声）时，暴露出测量重复性差、背景噪声修正不足、安装边界条件不明确等问题。特别是随着计算流体动力学（CFD）气动声学仿真的普及，市场迫切需要一种能与数值验证高度关联且物理边界清晰的实验标准。2.2国际贸易与认证的需要在全球化供应链体系中，电子产品的配件（如冷却风扇）存在跨国采购和流通的客观事实。我国、欧盟及北美地区对IT设备（如通过IEC/EN62368-1测试）和家电产品的噪声限值均有明确要求。ISO10302-1作为公认的基准标准，确保了不同制造商生产的同尺寸风扇在噪声性能上具有可比性。此次修订立项，旨在消除因测试方法细微差异导致的贸易壁垒，确保出口产品的合规性。2.3环境与法规的推动环保法规日益严格要求产品在整个生命周期内减少能量损耗及噪声污染。ISO10302-1:2024的统一测试平台，能够精准量化风扇在不同供电压、转速及气流阻抗条件下的噪声表现，为“以低噪换能效”的产品优化方案提供科学依据，从而推动热管理行业的绿色、安静发展。三、标准主要内容与关键技术解析ISO10302-1:2024是一部关于小型空气运动装置空气噪声测量的详实规范，其核心目的是规定在符合特定要求的半消声室或混响室内，测量并联或串联风扇进排气口辐射噪声的声压级，并最终换算出声功率级。该标准主要涵盖以下技术模块：3.1适用范围与术语定义标准明确指出，本部分适用于轴向尺寸（如直径）小于0.5m或流量较小的电动空气运动装置。新版本对“小型空气运动装置”、“进气口”、“排气口”、“静压”、“自由空气条件”等核心术语进行了重新界定，以确保在跨文化、跨行业交流中的准确性。特别值得注意的是，标准明确排除了安装于系统内部（如机箱内）的复杂声学测量，专注于裸风扇（Free-standing）的标准化声源特性测定。3.2测量环境与声学要求-测试环境：优先推荐使用半消声室。标准对半消声室的下限频率（通常要求在100Hz或更低）、反射面尺寸及吸声系数提出了严格量值要求。-背景噪声修正：新标准强化了背噪修正幅度限制，规定当被测装置噪声级与背景噪声级的差值（Δ）小于3dB时，测量视为无效；在3dB至6dB之间时，需按照标准表格进行精确修正；6dB以上时，修正值较小。-安装平台：为避免结构振动引起的二次噪声辐射，标准对支撑测试装置的工作制定台面（或其替代的通风管道接口）的振动传递特性做出了独立规定。通常要求台面在测量频带内的振动加速度级远小于被测设备的空气噪声级。3.3测量方法与仪器标准规定了两种基本的测量方法：1.半球面法（用于自由场条件）：通过在被测风扇周围假想的半球面上布置多个测量点（通常为10-12个位置），测量各点平均声压级。这适用于识别风扇的指向性特征。2.平行六面体法或包络面法（根据空气流道特性）：针对特定类型的轴流或离心风扇，布置测量面。仪器要求：-仪器精度：必须达到IEC61672-1规定的1级精度。-传声器：应使用防风罩以减弱湍流感应噪声。对于高风速出口，标准引入了关于防雨罩或特殊风障使用的新规范。-数据采集系统：必须能够进行1/3倍频程或FFT窄带分析，以便准确识别纯音成分。3.4测试条件与报告标准要求严格记录测试过程中的环境温度、湿度、气压及供电电压的波动。被测风扇的转速、功耗及静压工况需要同步记录，因为噪声水平与负载工况高度相关。测试报告必须包含：风扇制造商、型号、测试日期、测量布置图（带尺寸）、各测点声压级数据、计算出的A计权声功率级LWAd以及频谱分析图（特别是在有无纯音时的差异对比）。四、标准的核心价值与修订亮点相较于旧版标准，ISO10302-1:2024在以下几个方面进行了重大技术更新与修订，体现了标准化工作的严谨性和前瞻性：4.1更科学的分级与负载模拟新标准引入了动态阻抗加载的概念。以往的测定多在自由空气（无阻碍）条件下进行，但实际应用中风扇通常要对抗系统阻抗（散热器、过滤网）。2024版增加了推荐性的“在线测试”或“孔板加载”配置，允许测量在不同静压下（如0Pa，25Pa，50Pa等对应系统阻抗条件）的噪声水平，从而更贴近真实使用场景，大大提升了测量数据的工程实用价值。4.2强化的湍流与流致噪声修正小型风扇出口气流速度大，极易在传声器振膜处产生伪噪声（Pseudo-sound）。2024版标准详细规定了如何通过差分测量法或使用线性流速探头进行校准来分离真实的空气动力噪声与流动感应压力波动，有效解决了以往对高转速风扇测试失真的痛点。4.3纯音凸显度评估的规范化纯音（即特定频率上的单音）对人类听觉的烦恼度远高于宽带噪声。新标准采纳了基于ITU-RBS.468或类似心理声学方法的纯音凸显度评定准则，要求在最终噪声报告中不仅要给出总声压级，还要标明是否存在显著纯音及其频率和突出程度。这大大推动了“声品质”评价从单一物理量向心理感知量的过渡。五、主要参与制定机构：国际标准化组织声学技术委员会（ISO/TC43）ISO10302-1:2024的技术归口和主要起草工作由国际标准化组织声学技术委员会（ISO/TC43）承担。该组织是全球声学标准化领域的最高权威机构，其制定的标准在全球范围内被广泛采纳为法规验证和市场准入的基准。ISO/TC43简介：ISO/TC43，全称为“ISOTechnicalCommittee43–Acoustics”。它成立于1947年，是ISO组织内部历史最悠久、体系最完善的技术委员会之一。其秘书处由丹麦标准协会（DS）负责，秘书处设于丹麦哥本哈根。ISO/TC43的职责范围覆盖了声学领域的所有基本测量方法、规范化曲线（如NR曲线、NC曲线）以及机器与设备噪声发射的测试规程。工作架构与核心成员：TC43下设多个分技术委员会（SC）和工作组（WG）。与本标准直接相关的是SC1（噪声）及下属的WG25（小型空气运动装置的声学测量）。ISO/TC43/SC1负责所有关于噪声排放、噪声暴露及环境噪声的标准化工作。该委员会的成员来自全球数十个ISO成员国，包括中国（SAC/TC17）、美国（ANSIS12）、德国（DINNALS）、日本（JIS）、英国（BSI）等具备先进声学测试能力的国家。我国作为积极成员国（P-member），通过全国声学标准化技术委员会（SAC/TC17）积极参与该系列标准的制修订工作，在代表广大发展中国家制造企业的利益方面发挥了重要作用。参与的价值与影响力：ISO/TC43及其各个分委会汇聚了来自学术界（如大学声学研究所）、工业界（如冷却风扇巨头NMB、台达、AVC等设备制造商的研发人员）、检验机构（如UL、TÜV莱茵、中国计量院）的顶尖专家。通过参与ISO/TC43的工作，企业能够第一时间获悉国际声学法规动向，调整产品研发策略，使产品在标准化引领下具备全球竞争力。六、结论与展望ISO10302-1:2024《声学小型空气运动装置发出的空气噪声和引起的结构振动的测量第1部分：空气噪声测量》的发布，标志着全球小型散热/通风产品噪声测试进入了更加精细、更加工程化、更贴近实际的新时代。1.结论首先，本标准的修订解决了旧版标准无法全面适应新一代高转速、复杂气流形态风扇的测量难题，通过引入阻抗加载测试和纯音凸显度评价，显著提升了标准的适用性和敏感性。其次，该标准作为国际贸易中的互认标尺，有效降低了不同技术体系间的测量差异，促进了全球热管理产业的公平竞争与协同发展。最后，其对测量环境、仪器及数据分析的严格要求，为声学工程师提供了可复现且科学的实验室基准。2.未来展望展望未来，ISO10302系列标准的发展将呈现以下趋势：-与数值模拟的深度融合：随着计算资源成本的持续下降，未来的标准修订可能会纳入更多关于利用CFD数据预测噪声的方法，提供基于实验的半经验模型来验证仿真结果，实现“虚拟测试”与“物理测试”的等效互换。-向声品质标准进化：现行标准主要侧重于物理声学指标（声压级、声功率级）。下一代标准或将更多地引入心理声学参数（如响度、尖锐度、粗糙度、波动强度），建立与用户主观烦恼度直接挂钩的声品质评价体系，指导产品向低烦恼度设计迈进。-智能互联与实时监测：物联网（IoT）技术的发展，将使未来的风扇控制器集成智能声学传感单元。标准可能会演化出关于“随附噪声数据（HealthMonitorin