《空调噪声分析》PPT课件.ppt

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空调风机噪声分析 胡荣恒 2008-11-30 一、噪声现象 在风机供应商“施乐百”(以下简写 SLB) 的测试工装上噪声比较小 SLB的测试工装为上下左右开放式的测试环 境,且工装的刚性较强 风机是通过调电压的方式来调风机转速的,调 压范围为 120V-380V 噪声现象 在调压范围内,我司空调产品的 A计权噪声 均达标,且与 SLB工装的测试结果相差不大, 从指标上说应该是一个合格的产品,也符 合我司的产品规格书要求和测试部指标 噪声现象 但同一风机安装在我司空调上后给人的主 观感观为噪声响度较大,其差异主要体现 在 低频率分量 沉闷的嗡嗡噪声 此低频率噪声存在于风机从低转速到高转 速的整个工况, 即与转速的相关性不强 , 但在低转速时给人的感观更明显(高转速 时高频率噪声会掩盖此低频率噪声) 所以在冬天空调降低转速时引起客户投诉。 噪声现象 我司空调类似为一个封闭的矩形音箱(下 进上出),且结构件连接刚性较差、风道 截面变化剧烈 二、噪声测试数据 该系统的噪声应分为机械振动噪声和空气 动力学噪声二个方面: 风机噪声:即由风机的机械振动,以及风机的 旋转 /涡流的空气动力噪声( 与转速强相关 ); 箱体结构噪声:即空调箱体密闭结构引起的噪 声( 与转速弱相关 )。 噪声测试数据 因此,我们在现场进行了 8个状态的对比测试, 即: 1. SLB的测试工装 2. 我司空调产品的正常安装方式 3. 拆除导风罩面板( 验证出风截面的变化 ) 4. 折除导风罩面板,在其余箱体侧板上增加阻尼( 验证是否箱体板共振 ) 5. 折除导风罩面板,在其余箱体侧板上增加阻尼,且风机安装加上隔振垫 ( 验证是否机械振动传递 ) 6. 装上导风罩面板,在其余箱体侧板上增加阻尼,且风机安装加上隔振垫 ( 验证是否箱体板共振和机械振动传递 ) 7. 装上导风罩面板,在其余箱体侧板上增加阻尼,箱体临时焊接连接刚性加 强( 验证是否箱体板共振和机械振动传递 ) 8. 装上导风罩面板,在其余箱体侧板上增加阻尼,箱体临时焊接连接刚性加 强,并增加风机安装隔振( 验证是否箱体板共振和机械振动传递 ) SLB 工装测试数据 0 10 20 30 40 50 60 70 80 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ db Hz 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪声测试数据 0: ( SLB测试工装) 噪音明显集中在 315HZ频率处 (该频率处各转速下的总噪声值为 464db), 以及 1000HZ频率处 (该频率处各转速下的总噪声值为 407db), 噪声测试数据 0: ( SLB测试工装) 与1 2 0 V 的差值 -20 -10 0 10 20 30 40 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 小于 79HZ的频率段声功率无明显变化 在 79-1587HZ的频率段声功率增加明显 噪声测试数据 1: (我司空调产品上正常安装) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音集中在 315HZ (该频率处各转速下的总噪声值为 491db), 和 99HZ处 (该频率处各转速下的总噪声值为 445db), 噪声测试数据 1: (我司空调产品上正常安装) 与120V的差值 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 39 69HZ频率段声功率无明显变化 在 79HZ/157HZ/397HZ/500HZ三点的噪音显著提高 在 2531、 791587HZ范围内的明显提高 噪声测试数据 2: (我司空调产品拆除导风罩面板后测试) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音明显集中在 315HZ (该频率处各转速下的总噪声值为 512db), 噪声测试数据 2: (我司空调产品拆除导风罩面板后测试) 与1 2 0 V 的差值 -10 0 10 20 30 40 50 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 小于 50HZ频率段声功率无明显变化 在 125/315HZ/500HZ的噪音显著提高 在 125794HZ范围内和 50HZ处明显提高 噪声测试数据 3: (我司空调产品拆除导风罩面板 ,且增加箱体面 板阻尼的情况后测试) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音明显集中在 315HZ (该频率处各转速下的总噪声值为 526db), 噪声测试数据 3: (我司空调产品拆除导风罩面板 ,且增加箱体面 板阻尼的情况后测试) -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 39/50/99/125HZ频率处声功率无明显变化 在 25/157HZ的噪音显著提高 在 3151587HZ范围内明显提高 噪声测试数据 4: (我司空调产品拆除导风罩面板 ,且增加箱体 面板阻尼,再安装风机橡胶隔振的情况后测试) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音集中在 315HZ, (该频率处各转速下的总噪声值为 453db), 以及 50/63/1000HZ处 (分别各转速下的总噪声值为 408/404/405db) 噪声测试数据 4: (我司空调产品拆除导风罩面板 ,且增加箱体 面板阻尼,再安装风机橡胶隔振的情况后测试) -5 0 5 10 15 20 25 30 35 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 31-63HZ频率区间内声功率无明显变化 在 198/125/25/397HZ的噪音显著提高 在 99794HZ范围内明显提高 噪声测试数据 5: (我司空调产品增加箱体面板阻尼,再安装风 机橡胶隔振的情况后测试) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音集中在 315HZ, (该频率处各转速下的总噪声值为 434db) 以及 63/79HZ处 (分别各转速下的总噪声值为 420/429db) 噪声测试数据 5: (我司空调产品增加箱体面板阻尼,再安装风 机橡胶隔振的情况后测试) -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 小于 63HZ频率区间内声功率无明显变化 在 125/157/198HZ的噪音显著提高 在 63794HZ范围内明显提高 噪声测试数据 6: (我司空调产品增加箱体面板阻尼,加强箱体 结构件连接刚性的情况后测试) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音集中在 315HZ, (该频率处各转速下的总噪声值为 487db) 以及 99HZ处 (该频率处各转速下的总噪声值为 429db) 噪声测试数据 6: (我司空调产品增加箱体面板阻尼,加强箱体 结构件连接刚性的情况后测试) -20 -10 0 10 20 30 40 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 小于 63HZ频率区间内声功率无明显变化 在 79HZ的噪音显著提高 在 79157HZ范围内明显提高 噪声测试数据 7: (我司空调产品增加箱体面板阻尼,加强箱体 结构件连接刚性,安装风机橡胶隔振的情况后测试) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 120v 150v 180v 210v 240v 300v 380v 噪音集中在 315HZ, (该频率处各转速下的总噪声值为 413db) 以及 99HZ处 (该频率处各转速下的总噪声值为 411db) 噪声测试数据 7: (我司空调产品增加箱体面板阻尼,加强箱体 结构件连接刚性,安装风机橡胶隔振的情况后测试) -10 0 10 20 30 40 25HZ 39HZ 63HZ 99HZ 157HZ 250HZ 397HZ 600HZ 1000HZ 1587HZ 2520HZ 4000HZ 6350HZ 10079HZ 16000HZ 系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6 此曲线为对比于低转速, 其它转速在全频率区间内的变化情况: 随风机转速的增加, 在 小于 99HZ频率区间内声功率无明显变化 在 198/397/500HZ的噪音显著提高 在 99794HZ范围内明显提高 三、噪声分析 对于上述测试数据进行处理分析: 噪声分析 在各种测试情况下 315HZ处的噪声对 A计权 影响均为最大:此频率噪声为风机与其安 装网罩系统所致(如转子定子之间距离、 网罩与电机的连接、网罩结构等) 噪声分析 由于测试中的各测试工况下低频率噪声感 观均与转速 弱相关 ,说明该噪声更多体现 为箱体结构噪声,且集中体现在小于 31- 63HZ的频率区间。 噪声分析 在各种测试情况下,相比与 SLB工装,变化增幅 较大的是 39-600HZ( 120V)、 31-397HZ( 180V)、 25-315HZ( 180V)、 25-250HZ( 210V) 25-157HZ( 300V) 变化较大的部份应为: 31-63HZ:箱体结构噪声(我司空调密闭结构) 79-600HZ:风机噪声(机械振动和风机的旋转 / 涡流噪声) 噪声分析 A(在相同电压下各种情况的数据对比): 120V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 工装测试 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 对比于 SLB工装,低转速电压 120V时, 在 39-600HZ频率段噪声声功率有明显增加 噪声分析 A(在相同电压下各种情况的数据对比): 120V 与S L B 工装比较 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 2 5 H Z 5 0 H Z 9 9 H Z 1 9 8 H Z 3 9 7 H Z 7 9 4 H Z 1 5 8 7 H Z 3 1 7 5 H Z 6 3 5 0 H Z 1 2 6 9 9 H Z 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 拆除导风罩面板对 31-63HZ频率效果最有效 采用橡胶隔振和增加机柜连接刚性对 79-600HZ频率最有效 噪声分析 B(在相同电压下各种情况的数据对比): 150V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 工装测试 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 对比于 SLB工装,低转速电压 150V时, 在 31-397HZ频率段噪声声功率有明显增加 噪声分析 B(在相同电压下各种情况的数据对比): 150V 与S L B 工装比较 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 2 5 H Z 5 0 H Z 9 9 H Z 1 9 8 H Z 3 9 7 H Z 7 9 4 H Z 1 5 8 7 H Z 3 1 7 5 H Z 6 3 5 0 H Z 1 2 6 9 9 H Z 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 拆除导风罩面板对 31-63HZ频率效果最有效 采用橡胶隔振和增加机柜连接刚性对 79-600HZ频率最有效 噪声分析 C(在相同电压下各种情况的数据对比): 180V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 工装测试 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 对比于 SLB工装,低转速电压 180V时, 在 25-315HZ频率段噪声声功率有明显增加 噪声分析 C(在相同电压下各种情况的数据对比): 180V 与S L B 工装比较 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 2 5 H Z 5 0 H Z 9 9 H Z 1 9 8 H Z 3 9 7 H Z 7 9 4 H Z 1 5 8 7 H Z 3 1 7 5 H Z 6 3 5 0 H Z 1 2 6 9 9 H Z 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 拆除导风罩面板对 31-63HZ频率效果最有效 采用橡胶隔振和增加机柜连接刚性对 79-600HZ频率最有效 噪声分析 D(在相同电压下各种情况的数据对比): 210V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 工装测试 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 对比于 SLB工装,低转速电压 210V时, 在 25-250HZ频率段噪声声功率有明显增加 噪声分析 D(在相同电压下各种情况的数据对比): 210V 与S L B 工装比较 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 2 5 H Z 5 0 H Z 9 9 H Z 1 9 8 H Z 3 9 7 H Z 7 9 4 H Z 1 5 8 7 H Z 3 1 7 5 H Z 6 3 5 0 H Z 1 2 6 9 9 H Z 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 拆除导风罩面板对 31-63HZ频率效果最有效 采用橡胶隔振和增加机柜连接刚性对 79-600HZ频率最有效 噪声分析 E(在相同电压下各种情况的数据对比): 300V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2 5 H Z 3 9 H Z 6 3 H Z 9 9 H Z 1 5 7 H Z 2 5 0 H Z 3 9 7 H Z 6 0 0 H Z 1 0 0 0 H Z 1 5 8 7 H Z 2 5 2 0 H Z 4 0 0 0 H Z 6 3 5 0 H Z 1 0 0 7 9 H Z 1 6 0 0 0 H Z 工装测试 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 对比于 SLB工装,低转速电压 300V时, 在 25-157HZ频率段,以及 397/794等二频率处 噪声声功率有明显增加 噪声分析 E(在相同电压下各种情况的数据对比): 300V 与S L B 工装比较 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 2 5 H Z 5 0 H Z 9 9 H Z 1 9 8 H Z 3 9 7 H Z 7 9 4 H Z 1 5 8 7 H Z 3 1 7 5 H Z 6 3 5 0 H Z 1 2 6 9 9 H Z 正常安装 无导风罩面板 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼 无导风罩面板且箱体面 板加阻尼再加隔振 箱体面板加阻尼再加隔 振 箱体面板加阻尼,且焊 接支架 箱体面板加阻尼焊接支 架且安装防震垫 拆除导风罩面板对 31-63HZ频率效果最有效 采用橡胶隔振和增加机柜连接刚性对 79-600HZ频率最有效 噪声分析 上述测试结果数据与理论分析比较一致, 相互形成印证关系。 请见数据采集 /分析附件: 四、噪声分析结果 从结果来看,可以得出几点推论 : 1、有无导风罩面板对噪声影响较大,会形成封闭的 音箱结构形式,并造成风道截面变化 但由于产品的性能要求该面板不可能被取消,所以建议 在出风口增加斜面导风板以缓解风道截面的剧烈变化 和尖角;或在导风罩面板上增加出风阵列孔 噪声分析结果 2、风机安装有无隔振垫对噪声影响最直接 SLB厂具有动平衡的必检配重工序,但其配重精度靠人工 在风叶上铆铜钉来实现,虽然在配重过程中有数显动 不平衡数据,但由于是由人工确定配重位置,且配重 量铆钉数量有限,所以仍有动不平衡发生 SLB厂没有进行轴向方向的窜动检验,该窜动对水平安装 的风机形成直接的振动源 因此建议采用隔振垫,或程(卫宁)工所说的橡胶隔振 铆螺母 噪声分析结果 3、增加箱体的结构连接刚性对噪声有较大影响(在 低转速下 A计权分贝下降 2db左右) 箱体的结构件连接刚性可以适当加强,如风机安装块在 安装梁上的固定方式,安装梁自身的刚性,以及安装 梁在箱体的固定方式,避免由钣金薄板的板厚在承受 弯曲以造成振动颤。 连接刚性的加强对于风机低转速下的噪声较有利 噪声分析结果 钣金止裂口,使折边不能贴住安装面, 由板厚承受弯曲,容易振颤 噪声分析结果 4、不建议增加箱体的板面阻尼,来减少薄板的振颤。 增加阻尼防止薄板的振颤只在风机较高转速时对低频率 噪声有效,但此时低频率噪声不是产品的主要噪声频 率段,且成本较高。 阻尼降噪只适用于高频率噪声。 但可以适当在箱体侧板上加压筋增强刚性。 噪声分析结果 注: 由于测试仪器急需带回公司进行 UPS的测试,所以 现场未能做出风口增加斜面导风板以减少风道 截面剧烈变化的方案、以及导风罩面板增加阵 列孔的方案的数据测试。 这二种方案对降低噪声应该对低频率嗡嗡噪声有效。
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