將近40年以來(lái)，氣動(dòng)振動(dòng)隔離器一直是穩(wěn)定大多數(shù)工業(yè)及學(xué)術(shù)上重要的微型工程使用儀器的支柱。在微
電子加工、工業(yè)激光/光學(xué)
系統(tǒng)及生物研究領(lǐng)域中，對(duì)更加精密的振動(dòng)隔離的需求每日劇增。這些所謂的"被動(dòng)系統(tǒng)"風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)現(xiàn)在面臨著新型的負(fù)勁度振動(dòng)隔離器的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
x/bO;9E%U4 ax'Dp{Q 負(fù)勁度振動(dòng)隔離在工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中迅速得以流行完全是因?yàn)槠淠軌蛴行У卦诟鞣N各樣富有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中進(jìn)行振動(dòng)隔離的能力。一只隔離器用于解決一個(gè)問(wèn)題，而且問(wèn)題的嚴(yán)重性確定了需要何種解決方案。
kX5v!pm[ yd# 4b`8U` 風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)自20世紀(jì)60年代以來(lái)就一直被用于隔離。基本上是一罐罐的空氣，現(xiàn)在他們依然是所使用的最流行的隔離器。但是，共振頻率為2至2.5Hz的風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)在典型情況下只能處理低到8至10Hz的振動(dòng)，對(duì)于今日之
納米設(shè)備最適合的表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，它還是不夠低。同樣，在空氣隔離器能夠處理的頻率范圍內(nèi)也需要更大的隔離功效。
?8 YHz D-~HJ 需要更好的隔離作用
]V><gZ M /Bn^A8@ 盡管數(shù)年以前風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)的表現(xiàn)就已經(jīng)夠用了，但是現(xiàn)在還是需要更好的隔離作用。對(duì)于清理掃描探針
顯微鏡和干涉計(jì)來(lái)說(shuō)，風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)這個(gè)解決方案就不夠用了。
c f@:rHB} q+|Dm< Ug 由于其隔離效率極高，負(fù)勁度振動(dòng)隔離系統(tǒng)能夠讓諸如掃描探針顯微鏡、微型硬度測(cè)試儀、仿形銑床以及掃描電子顯微鏡這類(lèi)的振動(dòng)敏感儀器在性能最好的風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)及其他啟動(dòng)隔離系統(tǒng)都不能起作用的嚴(yán)酷的條件和嚴(yán)峻的振動(dòng)環(huán)境中運(yùn)行。
:%!=Ej.J vE6/B"b 完整的機(jī)械系統(tǒng)
$o {f)'.>n Lr40rLx;u 負(fù)勁度振動(dòng)隔離器使用了一種獨(dú)特的、完全機(jī)械的低頻率振動(dòng)隔離的概念。由一只支持重量負(fù)荷的硬彈簧加上負(fù)勁度機(jī)制來(lái)提供垂直運(yùn)動(dòng)的隔離。把凈垂直勁度弄得很低，不會(huì)影響到彈簧的靜態(tài)負(fù)荷支撐的性能。與垂直運(yùn)動(dòng)隔離器呈系列連接梁-柱具有水平運(yùn)動(dòng)隔離的功能。梁-柱的"梁-柱"勁度是通過(guò)"梁-柱"效應(yīng)來(lái)減少的。（梁-柱的作用就是與負(fù)勁度機(jī)制綜合起來(lái)的彈簧。）其結(jié)果是能夠處理極低的垂直和水平自然頻率以及極高的內(nèi)部
結(jié)構(gòu)頻率的緊湊型被動(dòng)隔離器。在2Hz的情況下，此隔離器（調(diào)整到0.5Hz）能夠達(dá)到93％的隔離效果；在5Hz的情況下，達(dá)到99％；而在10Hz的情況下，達(dá)到99.7％。有10個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)能夠顯示其好處：
W53i5u( |hOqz2| 低赫茲微擾所有隔離器均能夠增強(qiáng)其共振頻率，然后開(kāi)始進(jìn)行隔離。所以，在有風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)的情況下，所有在此范圍內(nèi)不能夠被減輕的振動(dòng)均能夠被放大。這種低周波微擾會(huì)徑直來(lái)到儀器這里。在0.5Hz共振情況下的負(fù)勁度隔離器在此頻率情況下，幾乎沒(méi)有能量出現(xiàn)。在0.5Hz時(shí)，很難發(fā)現(xiàn)大的振動(dòng)。
;l }TUo P0}uTee 影像清晰負(fù)勁度振動(dòng)隔離能夠降低原子力顯微鏡中的噪音水平，例如，與性能最好的風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)相比，可以降低2至3個(gè)因數(shù)。這對(duì)于亞埃中的噪音水平來(lái)說(shuō)意義尤為重大。其結(jié)果是使影像更加清晰，而且其特征與氣動(dòng)隔離系統(tǒng)難分伯仲。
mbJ#-^}V z }u 嚴(yán)峻的振動(dòng)環(huán)境由于納米設(shè)備的使用變得越來(lái)越普及，實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地就愈來(lái)愈多地建立在易于發(fā)生振動(dòng)的、嚴(yán)酷的環(huán)境之中，諸如在建筑的上層樓板上和清潔的室內(nèi)等。此類(lèi)嚴(yán)酷的振動(dòng)場(chǎng)所對(duì)于氣動(dòng)隔離器來(lái)說(shuō)過(guò)于極端，所以它無(wú)法有效地發(fā)揮自己的作用。但是，負(fù)勁度隔離器在此類(lèi)環(huán)境中的表現(xiàn)卻很好，與性能最佳的風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)所能夠取得的影像相比，能夠產(chǎn)生清晰很多的影像和數(shù)據(jù)。
u+XZdV ~`8`kk8 嚴(yán)峻的環(huán)境—真空、極端的高低溫差、輻射。在真空、極端的高低溫差、輻射環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)就有些難以適應(yīng)了。然而在進(jìn)行研究與試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)需要這些嚴(yán)峻的運(yùn)行環(huán)境，像是在
半導(dǎo)體研究中所用的低溫室。
?%*Zgk!l7 J=zh+oLCV 所有金屬負(fù)勁度系統(tǒng)均能夠配置得適用于高真空及其他不利的環(huán)境之中，諸如極高和極低的溫度以及輻射環(huán)境等。例如在真空情況下，可以將負(fù)勁度隔離器直接用于真空倉(cāng)內(nèi)。這使其有了一些諸如有效荷載重量低、系統(tǒng)更加緊湊消除與真空倉(cāng)饋穿相關(guān)的問(wèn)題這類(lèi)的優(yōu)勢(shì)。
jO !!. w 8%vk"h:u: 壓縮空氣風(fēng)動(dòng)工作臺(tái)需要不斷地供應(yīng)壓縮空氣。這需要有個(gè)專用的壓縮空氣管道垂直連入工作室，一罐加壓的氣體或一臺(tái)小型壓縮機(jī)。即使有了專用的壓縮空氣管道，工作臺(tái)的位置還是受你所擁有的氣管的長(zhǎng)度的限制。要將大罐的壓縮空氣安裝牢固，以便將其危險(xiǎn)性將到最低。換氣罐很困難，而且很不方便。機(jī)械噪音和聲學(xué)噪音的源頭就是壓縮機(jī)，而且從振動(dòng)的立場(chǎng)來(lái)講，這種選擇也不是很好。
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