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企業(yè)新聞

光學隔振平臺常見參數(shù)圖簡介

星之球科技 來源:Marketing Newport理波2015-12-30 我要評論(0 )   

光學平臺隔振系統(tǒng)的主要功能是減弱因振動導致的光學元件相對位置改變。隔振桌腿用于將地面振動在到達桌面前過濾掉,而桌面蜂窩結(jié)構(gòu)可以有效降低來自桌面的振動以及桌腿...


光學平臺隔振系統(tǒng)的主要功能是減弱因振動導致的光學元件相對位置改變。隔振桌腿用于將地面振動在到達桌面前過濾掉,而桌面蜂窩結(jié)構(gòu)可以有效降低來自桌面的振動以及桌腿未能過濾的振動。

順應性曲線
順應性曲線(Compliance Curve)描述了平臺表面在響應振動時產(chǎn)生的形變。作為傳遞函數(shù)曲線,它表征桌面上一點在特定頻率下對動態(tài)作用力的位置響應。實測中該力由校準錘產(chǎn)生,當其擊打桌面時,輸出與力成正比的信號。蜂窩結(jié)構(gòu)桌面的順應性曲線如下圖所示。


從0Hz開始直到數(shù)百赫茲,順應性向下直線遞減。這一斜率一致的區(qū)間亦稱為剛體線(Rigid Body Line),在該區(qū)間內(nèi)桌面是剛性的,表面無相對運動。曲線的位置會因系統(tǒng)重量改變,但斜率始終取決于物理性質(zhì)。圖中每十倍頻率衰減40dB這一斜率由受力加速度和位置改變的關系給出。


當頻率較高時,曲線會表現(xiàn)出不連續(xù)性。這些不連續(xù)的峰對應著平臺的固有共振(Natural Frequencies):第一個顯著的共振可能由扭轉(zhuǎn)或撓曲形變產(chǎn)生,而之后是其他模式和諧振。蜂窩結(jié)構(gòu)相比花崗巖結(jié)構(gòu)適合更多應用,正是因為較高的剛度——自重比(Stiffness-to-Weight Ratio)使其共振模式的頻率更高,從而在高頻下產(chǎn)生以下三項優(yōu)勢:
更少的來自環(huán)境的振動
來自給定加速度(受激力)的更小的位移(形變)
更有效的隔振系統(tǒng)


另外,順應性曲線還表征桌面阻尼的信息。阻尼可以降低平臺表面的相對運動,越尖銳的峰對應的阻尼越小。蜂窩結(jié)構(gòu)通常比花崗巖結(jié)構(gòu)包含更多固有阻尼,因此盡管花崗巖結(jié)構(gòu)的順應度絕對值可能更小,但阻尼蜂窩結(jié)構(gòu)的表面各點會有更少的相對運動。蜂窩結(jié)構(gòu)平臺提供多種阻尼方式,其中寬帶阻尼技術在減低寬頻區(qū)間相對運動時更有效,而窄帶阻尼技術可以完全消除某一類(或多類)特定模式的共振。阻尼平臺的順應性曲線更平滑。

振動傳遞率曲線
振動傳遞率曲線(Transmissibility Curve)表達的是隔振桌腿的過濾功能。換言之,它表征有多少地面振動經(jīng)由桌腿傳遞到桌面。該曲線由桌腿頂部和地面兩處的振動比測得。氣浮桌腿的振動傳遞率曲線如下圖所示。


曲線從(0Hz,0dB)原點開始。當頻率很低時,桌腿本質(zhì)上是剛體,任何振動都會被傳遞到桌面。之后曲線上升,在1-2Hz時達到峰值。此即桌腿的固有共振(Natural Frequency)和最大放大倍數(shù)。圖中任何一處曲線高于1(Unity Transmission)時,桌腿都將放大振動。輕阻尼(Lightly Damped)隔振腿對應高而尖的峰,而重阻尼(Heavily Damped)隔振腿對應低而平滑的峰。大多數(shù)桌腿在固有共振頻率處都放大3到4倍振動。當頻率增大并超過桌腿共振頻率后,曲線迅速下降,振動傳遞率降到1以下后桌腿開始“隔振”。開始隔振時的頻率(Crossover Frequency)約為固有共振頻率的1.4倍。隨著曲線下降,機械高通濾波愈加有效。大部分桌腿在10Hz時可過濾超過90%的地面振動,100Hz時可過濾99%的振動。


優(yōu)質(zhì)光學隔振平臺的設計應遵循:
盡量高的桌面共振頻率,以將地面振動的影響最小化
盡量低的桌腿共振頻率,以最大化地過濾高頻振動

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