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2024.04
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现下科学实验需要更加精密的计算和测量，因此一个能与外界环境和干扰相对隔离的设备仪器对实验的结果测量是非常重要的。具备固定各种光学元件以及显微镜成像设备等功能的光学平台为此成为科研实验中必备的产品。
本文是光学平台的基础技术知识介绍，使客户朋友们更好了解光学平台，定位光学平台需求类型。
一、光学平台的专业术语
1.振动：通常被认为是噪声，可以分为三大类：地震(地面)振动、声振动和直接对工作面上的物体施加的力。
2.阻尼：指任何使固体内的振动衰减为零振幅的过程。它是真实系统里面抑制或隔离振动时非常重要的现象，因为它会将能量从振动转化为其他形式耗散，阻尼是隔振平台本身的振幅递减特性。
3.柔量：针对光学平台的振动响应而使用最为广泛的函数，柔量=位移/作用力，单位：m/N 。
4.共振：两个振动频率相同的物体，其中一个发生振动时，另一个被引起振动，这种现象叫做共振。
二、振源分析
周边环境的振动现象无处不在，经过甄别后进行测试及计算对比，振源类别、频率及振幅详情见下表：
三、隔振三要素
1.被隔振的设备本身；
2.地基(地面)条件；
3.设备与地基之间的隔振台。
四、光学平台的构成
光学平台主要由4个部分组成，分别是阻尼面包板、隔振器、支撑腿及自平衡水平调节阀。下面分别介绍这四个部分的性能。
Ⅰ、阻尼面包板
1.井字形焊接芯板，结构示意图如下所示：
不锈钢顶板和底板的厚度6~10mm(具体视平台厚度而定)、芯板采用6mm厚钢板井字形焊接后回火去应力处理，顶板具有精密加工的亚光表面；此结构能保证平台台面重，稳定性好，隔振性能优异，适合重负载使用。
2.蜂窝型芯板，结构示意图如下所示：
蜂窝面包板具有阻尼性能良好的结构，高刚度及低质量特性，蜂窝由经过精密压接的钢条制成，之后用高抗拉强度的环氧粘合剂粘结在一起，有效抗弯；隔离杯的加入可以有效防止工件进入蜂窝腔体，保证清洁环境使用；由于蜂窝钢条厚度只有0.3mm左右，所以此结构不适合重负载使用。
Ⅱ、隔振器
1.气浮式隔振器，结构示意图如下所示：
双层气室设计，降低气浮隔振器刚度; 阻尼孔气流限制将抑制地面和平台之间的振荡运动，减少调整时间。
2.橡胶隔振器，结构示意图如下所示：
隔振器由配螺栓的上下钢板、中间圆柱形、圆锥形橡胶体承载。
Ⅲ、支撑腿
1.焊接或螺栓连接一体式支撑腿，结构示意图如下所示：
焊接或螺栓连接一体式支撑腿：刚性强、稳定性好。
2.独立支撑腿，结构示意图如下所示：
独立支撑腿没有连杆，相比一体式支撑腿能够方便位置摆放及运输，且有很好的隔振效果。
Ⅳ、自平衡水平调节阀
气浮隔振光学平台可以高精确、快速自动调平整个平台系统。调节杆可 360 度旋转，重复性为 ± 0.3 mm 。
五、光学平台设计性能要求
1.光学平台的台板结构应符合钢性好、质量轻的特点，以保证平台的共振频率尽可能的高，以便尽量减少可引起共振的普通振源数量；
2.柔量特性应尽量接近理想刚体的柔量特性；
3.平台应具有内部阻尼机制，从而在共振频率下尽量减小平台柔量，并尽量可能在最短时间内抑制住所有振动。
六、光学平台设计性能检测
平台性能一般通过柔量量化曲线来体现，利用动态信号分析仪进行测量，柔量值越小，平台性能越好。
柔量检测方法：
1.利用脉冲锤使用经过测量的力施加在平台或面包板的上表面；
2.通过安装在平台表面的加速度仪探测所产生的振动，加速度仪的信号经过分析器解读之后生成频率响应频谱(即柔量曲线)；
3.一般测量位置处于台边 150mm 处，此位置所测数据代表平台最差情况下的数据。
七、光学平台系统选型定位
• 刚性光学平台：适用于对隔振要求不高的场合；
• 被动隔振光学平台分为两类：
a.非气浮式隔振光学平台：适用于对隔振要求较低的场合，平台固有频率5Hz~7.5Hz；
b.气浮式隔振光学平台：适用于对隔振要求较高的场合，平台固有频率1Hz~3Hz；
• 主动隔振光学平台：适用于对隔振要求极高的场合，隔振频率范围为0.6Hz~200Hz；
• 面包板：适用于对隔振无要求但需机动灵活的场合；
• 光学平台附件及配件：根据实际使用环境需求配置。
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