TDI-LA, HOA-LA, DT-A系列隔震平台工作原理详解,Optisigma隔振台,西格玛光机空气弹簧隔震台

Optosigma的TDI-LA、HOA-LA和DT-A系列光学隔振平台利用高精度的空气弹簧来隔绝来自垂直和水平方向的震动，并结合自动水平传感器和气源系统，实现了高效的隔振作用。西格玛光机所提供的空气弹簧隔振平台，亦称为气浮台，不仅具备较小的振动幅度，还拥有优异的隔振性能。

振源可划分为三种，地面振动（Ground Vibration），音响干扰（Acoustic Noises），和外力直接干扰（Direct Force Disturbance）。极端地说，小地震也属于我们所说的地面振动的范畴。严格地说，振动是无所不在的。对振动敏感的精密仪器会受这些微弱自然振动的影响，引起使用上的问题。而且，到处都存在人为引起的振动，受其影响的范围就更广泛了。有些领域，即使是非常微弱的振动也会带来严重的影响。比如，会严重影响光刻机的投影效果，电子显微镜的分辨率，精密测量仪的精度，或影响光电子仪器的工作性能。我们这里所说的人为引起的振动，主要是指来源于车辆运动，或人员走动，或气压系统，或电梯等机械动作，也就是主要来源于人类活动而引起的振动。

因此隔振技术的三大要素是：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。

影响被动式隔振台隔振效果的主要因素有2个：隔振台的固有频率和阻尼特性。这里的固有频率是指其共振频率fn；阻尼是指隔振台本身的振幅递减特性。外干扰频率f与固有频率的比值（f/fn）可体现隔振效果的好坏。

我们定义隔振系数为 : Tr = ｜1 - (f/fn)2 /1｜× 100%

隔振系数曲线如上图所示。当 f/fn值小于1.414 时为增幅状态，在外干扰频率等于固有频率（f/fn＝1）时振幅最大，其比值大于1.414后处于减振状态。通常处于振幅最大的共振状态的系统的隔振效果最明显（无阻尼金属弹簧系统）。一般来说，金属弹簧阻尼系统也可在共振频率处实现较小的振幅（如图示），但其隔振系数没有空气弹簧隔振平台的高。空气弹簧隔振平台既有小的振幅，又有好的隔振系数。空气弹簧隔震台的固有频率可用以下公式估计：

由此可见，空气弹簧隔振台的固有频率主要取决于活塞有效面积和气缸体积的比。

Optosigma隔振台的自动水平传感器和气源：

自动水平传感器可快速纠正由于设备在平板凳上布置而引起的任何不均匀负载，或由于设备重心转移或在装载或卸载设备时引起的平板凳倾斜。为了保持水平，确定三个传感器安装点与平板凳底面三个点之间的位移量与参考位置，并自动供气和排气。自动水平调平型光学隔振台配有自动水平传感器，因此需要压力源（气源）。气源的一次压力为0.3～0.7MPa(约3～7kgf/cm2)。

压力源（压力供给侧）有小型压缩机、工厂空气管道、氮气管道、氮气瓶，压力为0.5-0.6MPa（约5-6kgf/cm2）。由于压力较高，因此务必将安装在气缸上的调节器设置为与压缩机等相同的压力范围。当压力源较低时，为了调节隔振台上的调节器压力（锁定上限值），需要比上述隔振台工作压力表所列值至少高出 0.1 MPa（约 1 kgf/cm2）的压力源。调节器压力以 MPa 为单位。使用旧设备时，请将0.1MPa转换为1kgf/cm2。气浮台TDI-LA, HOA-LA, DT-A系列的空气管道的连接是将气管连接到精密空气弹簧（隔振台）附带的调节器上。使用调节器上的单触式接头可以轻松完成配管，然后，将气管连接至压力源。如果压力源侧的内螺纹为PT1/4英寸，请用扳手拧紧附带的φ6快换接头（带PT1/4外螺纹）。手动水平仪型光学隔振台自带手动气泵作为气源，配供排气阀专用螺丝刀。

TDI-LA, HOA-LA, DT-A系列隔震平台蜂窝型面板的结构特点：

Optosigma光学隔振平台TDI-LA, HOA-LA, DT-A系列使用的平板工作台是一种重量轻、高刚性的工作台，完全由环氧树脂粘合剂制成，具有以下特点：

-隔振台中的平台部分是三明治结构，上面板为磁性不锈钢板（SUS430），中间为钢质蜂窝内芯（厚度0.25mm，蜂窝面积3.2cm2），下板面和侧板使用碳钢材料（SPHC），采用高强度粘接剂整体粘接。

-隔震平台采用宽带阻尼技术，动态刚性好。

-蜂窝内芯（蜂窝面积3.2cm2）采用0.25mm厚的合金钢板，和上下板的接触面积大，结构坚固，刚性好。

-精密研磨压力粘接的上面板，表面弯曲小，平面度好。表面喷砂（亚光）处理。

-减震平台上面板加工了固定光学器件用的25mm间隔的M6螺孔。蜂窝内芯，上下板和侧面板均使用特殊配方的高强度粘接剂，不会产生弹性弯曲或滞后变形现象。由于所有部件均使用了相同膨胀系数的结构钢，即使环境温度有变化，也不会产生整体扭曲。

-螺孔下侧被柱形杯密封，可防止化学物质等流入到蜂窝内芯。承接定制特殊规格的螺孔或台面外形。

西格玛光机空气弹簧隔振平台的台架特点：

Optosigma空气弹簧隔震台所采用的支架是通过支腿与连接管焊接连接起来的。此外，为了增加刚性，两条腿的连接管都做得很粗。隔振效果很大程度上取决于支架的结构、刚度以及光学隔振支架所采用的“精密空气弹簧”。连接支腿的方形管不是为了防止支架翻倒，而主要是为了防止支架扭曲。若方管做得更细或者采用更薄的板材，框架的主共振频率就会降低，与楼板传递过来的振动频率产生共振，使整体的防震效果明显降低。调平螺栓是支撑平板台及所安装设备重量的最重要部件之一。连接地板和支架的螺栓直径（螺栓刚度）的大小对光学隔振台和支架式光学实验台的整体性能有很大的影响。

-空气弹簧隔振器

空气弹簧式隔振台架，在10Hz〜60Hz的范围内，可很好地隔离垂直和水平方向的振动，但需另备压力气源。

-阻尼方法

采用节流孔阻尼方式，能迅速递减源于外力或载荷重心移动造成的振动。

-自动水平调节机构

内置3个自动调平阀，可自动调节其气罐内部的压力。偏载时能自动调节高度，保持水平。

-标配移动脚轮和水平调节固定螺栓，移动安装方便。

-标配4台隔振器，承载能力范围为500kg〜2,000kg。可根据客户需求提供更大承载能力，或更大尺寸，或连体的光学平台，或增加隔振器数目。

TDI-LA, HOA-LA, DT-A系列气浮台的空气弹簧：

Optosigma所有光学隔振台使用的“精密空气弹簧”分为3个系统15种。通过选择适合安装设备的精密空气弹簧，可以为任何安装设备创建最佳的光学隔振台。设计和开发。所采用的精密空气弹簧为膜片式（倒置碗状），一个精密空气弹簧可实现垂直和水平两个方向的隔振。所有光学隔振平台均采用孔口。节流孔是安装在精密空气弹簧与储气罐之间的节流阀，该节流阀利用空气阻尼来减弱平板的振动。

需要注意的是，即使长时间不使用精密空气弹簧，也不要停止供气或放气。空气弹簧可能会破裂并泄漏，从而大大缩短其使用寿命。建议供应压力以防止弹簧的损坏和老化。