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一、概述

赛默飞（Thermo Fisher Scientific）高速冷冻离心机 Legend Micro 17R 是一款高性能微量离心设备，以高速、低温与静音运行著称。
在实验室环境中，噪音不仅影响操作者的舒适度，也直接关系到实验室整体声环境和设备运行稳定性。Legend Micro 17R 的设计理念之一即是“高效而安静”，通过先进的电机控制、减震结构及声学优化，实现全速运行时噪音不超过 54 dB(A)。

该噪音水平接近普通办公环境声级（约 50–55 dB），在多数科研实验室中几乎不需要额外隔音措施。设备在实现高离心力（17,000 × g）的同时，仍保持稳定低噪音运行，是目前微量冷冻离心机中静音性能优异的代表产品之一。

二、噪音水平的技术指标

通过这些参数可见，该设备的噪音控制设计已达到国际同类产品中领先水平。

三、噪音来源与控制原理

1. 噪音来源分析

离心机的噪音主要来自以下几个部分：

• 电机与轴承摩擦：高速旋转过程中机械摩擦产生振动与噪音；

• 空气流动噪音：转子高速旋转时产生气流剪切；

• 制冷压缩机振动：压缩机工作引起的低频共振；

• 机壳共振与结构传递：设备内部震动通过外壳放大形成结构噪音；

• 电气元件工作声：电源模块在高频控制下产生细微电磁声。

Legend Micro 17R 针对这些噪音源进行独立优化，使总声级显著降低。

2. 电机噪音控制

设备采用无刷直流变频电机，与传统碳刷电机相比具有：

• 无摩擦接触结构，运行平稳；

• 电流控制精确，转矩波动小；

• 启动与制动过程无瞬间噪音峰值；

• 长期使用无电刷磨损声。

电机由微处理器实时监控转速，结合动态平衡系统自动调整输出，保持轴心稳定。

3. 空气动力优化

转子旋转时，空气与其表面摩擦会形成“气流噪音”。
Legend Micro 17R 在设计上采用流体力学优化转腔结构，包括：

• 平滑腔体内壁减少空气涡流；

• 采用流线型转子盖降低切割阻力；

• 内置导风通道使气流循环方向有序，避免乱流撞击。

这种结构有效减少了高速运行时的风噪，使噪音频率分布更加集中且柔和。

4. 制冷系统静音化设计

制冷系统采用低振动压缩机与独立减震支撑架。
冷媒流经蒸发器时产生的气流声被封闭在双层隔热壳体内，压缩机底座使用橡胶防震垫，阻断振动向机体传播。
风扇采用静音叶片设计，并由温度控制逻辑根据实际散热需求自动调节转速，从而避免过度风噪。

5. 机体结构减震

机体外壳与底座之间使用多层复合结构：

• 内层：铝合金支撑框架；

• 中层：吸音橡胶减震垫；

• 外层：钢板与高分子隔声涂层。

该设计既保证机械强度，又能吸收与阻隔声波传播。

四、动态平衡与振动控制技术

1. 动态平衡系统

Legend Micro 17R 配备自动动态平衡控制系统（ABC System）。
通过传感器实时检测转子偏心量，控制算法即时调整电机输出补偿振动。

这种系统能将振动幅度控制在极低范围，使噪音不被共振放大。

2. 转轴与轴承系统

转轴采用高精度合金钢材料，经动平衡处理并配有双层防尘密封轴承。

• 轴承内填充耐高温润滑脂，减少摩擦噪音；

• 高速旋转下仍保持稳定支撑，防止振动传递至腔体。

3. 悬浮式底座结构

底座采用悬浮减震支撑，通过橡胶与金属复合材料隔离离心力与振动能量。
此结构有效吸收机械震动，使设备在运行中几乎无机体位移。

五、噪音测试与验证

1. 测试方法

噪音测定依据 ISO 3744 与 GB/T 3767 标准进行：

• 测试环境：消声实验室，背景噪音 ≤35 dB(A)；

• 测试距离：设备正前方 1 米，高度与设备中心齐平；

• 测试条件：空载、最大转速（13,300 rpm）；

• 测量仪器：声级计（A 加权）。

2. 测试结果

可见在不同阶段噪音波动极小，整体声级控制优异。

3. 声谱分析

噪音主要集中在 400–1800 Hz 范围内，为低频与中频带，听觉感受柔和，无刺耳高频声。
高频噪音峰值（>2000 Hz）几乎不存在，说明风噪与摩擦噪音控制良好。

六、环境因素对噪音的影响

1. 地面结构

坚硬地面会增强反射声，而橡胶垫或木质平台能吸收震动。建议放置于平稳、防震的台面。

2. 实验室空间

小型封闭房间声反射多，若放置在角落处应留出 10 cm 以上空间，以便散热与消声。

3. 通风与散热

通风孔被堵塞会导致风扇高速运转，从而噪音升高。应定期清理通风口灰尘。

4. 样品平衡

样品不平衡是引起异常噪音的常见原因之一。正确配平可显著降低机械振动。

七、与常见设备的噪音对比

由此可见，Legend Micro 17R 的静音性能远优于同类设备，适合在普通实验室、分子生物学室或生化分析室中使用。

八、结构降噪技术细节

1. 双层隔音腔体

外壳与内胆之间填充高密度吸音材料，能有效吸收机械震动与压缩机低频声。

2. 防共振设计

转子与电机通过软性连接结构隔离，避免高频振动传至机体。

3. 风路优化

制冷风扇采用叶片仿生设计，使气流更均匀，降低湍流噪音。

4. 控制逻辑优化

电机驱动信号经滤波处理，避免 PWM 高频脉冲产生的啸声。

九、噪音与操作体验

1. 人机工程学优势

低噪音设计减少听觉疲劳，操作者可在设备旁长时间工作而无不适。

2. 多机同室运行

在多台设备同时运转的实验室中，Legend Micro 17R 的噪音不易叠加形成干扰峰，保障整体声环境舒适。

3. 精密实验场景

在分子克隆、蛋白电泳前处理等需集中注意力的实验中，安静的运行环境能提高操作效率与实验专注度。

4. 教学与临床应用

低噪音性能使其适用于教学实验室、医院检测室等环境，避免干扰师生或患者。

十、噪音维护与降低技巧

1. 保持平衡运行：确保每次离心样品配平，防止振动。

2. 清洁转轴与转子接口：污物堆积会导致轴向不稳。

3. 定期检查脚垫：老化橡胶脚垫会增加共振。

4. 避免过载：超负荷运行会使电机噪音升高。

5. 保持良好通风：避免压缩机过热导致风机加速运转。

6. 减少开盖频率：频繁开合导致风流扰动噪音增加。

十一、噪音稳定性与长期性能

长期使用后，Legend Micro 17R 的噪音性能依然稳定。
经过 2000 小时连续运行测试，设备噪音变化小于 2 dB(A)，说明其结构刚性与电机系统具有良好的耐久性。
轴承润滑系统与减震材料耐老化性高，可确保多年运行后噪音仍处于可接受范围。

十二、噪音性能在科研应用中的意义

1. 实验环境保护
   低噪音设备能降低实验室整体声能负荷，保护工作人员听力。

2. 实验质量保障
   振动与噪音往往伴随机械不稳定，噪音低说明转子运行平衡良好，有助于样品分离一致性。

3. 长期工作环境舒适度
   在需要长时间操作的分子或临床实验中，静音运行能提高操作专注力与效率。

4. 共享空间适应性
   适合布置在开放实验平台或教学区域中使用，无需专门隔音间。

十三、噪音与振动测试报告摘要（实验数据参考）

结果表明，该机型噪音在所有工作阶段均维持在 55 dB(A) 以下，远低于实验室允许标准（通常为 65 dB(A)）。

十四、设备摆放与噪音优化建议

1. 设备应放置在平整台面上，避免倾斜；

2. 保持底部四角受力均匀，调整橡胶脚垫高度；

3. 避免放置在角落或封闭柜中，防止反射声增强；

4. 与墙壁保持至少 10 cm 距离，利于散热与声扩散；

5. 若需进一步降低噪音，可在台面下垫隔音垫。

十五、与噪音相关的安全防护

1. 长时间运行后设备仍处安全声级，不会对人体听觉造成损伤；

2. 对于安静实验环境（如分子检测室），可使用外罩进一步降低声级至 50 dB(A) 以下；

3. 低噪音运行可防止实验动物或敏感样品受声波振动影响。