光學平台是一種隔除振動的工作平麵,它利用自身的固有頻率能有效避開環境振動所產(chan) 生的共振現象,控製振幅放大,減少振動傳(chuan) 遞率,消除環境振動對使用精度的影響,廣泛應用於(yu) 光學測試、激光掃描、激光幹涉和光學製造等科研和教學領域中,適用於(yu) 全息技術、光譜實驗技術、精密檢測技術、現代光學、激光技術、集成電子學、醫療生物及光纖等工程領域。
1 光學平台的結構
光學隔振平台外框采用剛性強,變形小,焊接性能好的優(you) 質中碳鋼板;隔振層利用固有頻率低,阻振性能強的蜂窩結構材料,能最大限度控製振動的響應。麵板采用高導磁不鏽鋼板,精磨後具有實用、美觀和耐磨等特點。粗糙度0.8~1.6μm,平麵度0.05~0.10mm/cm2。
1 )隔振基礎部分可根據具體(ti) 要求。
2) 調節支撐部分:采用耐磨絲(si) 杆和平麵推力球軸承,使用時輕鬆可靠。
3 )自動平衡係統:采用空氣伺服係統,自動調整水平。它的突出特點是把係統對微振的響應反饋到係統中,改變隔振特性,提高隔振效果,在超載偏重的實驗條件下瞬間達到初始的平衡狀態。
2 共振峰抑製技術
精密光學儀(yi) 器運行時,機械振動指標要求甚高,而載體(ti) 振動環境卻較惡劣,對支撐致穩係統提出更高的要求。一般來講,光學減振平台可以有效地衰減高頻振動(5 Hz以上),但如果光學係統的應用環境比較惡劣,伴隨著高強度的低頻晃動,被動減振的固有缺陷——低頻共振放大將在此時明顯地表現出來,因此,必須采取有效的共振峰抑製技術來控製。
空氣彈簧帶有附加氣室以降低垂直剛度,並在空氣彈簧本體(ti) 和附加氣室之間設置節流孔以提供阻尼。當空氣彈簧受到激擾而產(chan) 生變形時,節流孔兩(liang) 側(ce) 將產(chan) 生壓力差,空氣彈簧在緩慢變位過程,其壓力差不大,而在快速變位過程,則其壓力差較大。壓力空氣流過節流孔時,將受到局部阻力作用而產(chan) 生阻尼,吸收一部分能量,因而起到減振作用。
通過原理驗證試驗證明了改變節流孔徑的大小可以有效地抑製共振放大。但同時發現在高頻段的振動隔離能力受到了一定的影響。高頻振動隔離能力的削弱主要來自空氣彈簧和附加氣室的整體(ti) 連接,導致高頻振動所產(chan) 生的微弱壓力差生成的微小氣體(ti) 量在空氣彈簧和附加氣室間來回流動,導致產(chan) 生阻尼,影響了高頻隔振能力。

圖1 被動減振共振峰抑製技術隔振效果(1為(wei) 未采用該技術;2為(wei) 采用共振峰抑製技術)
在某試驗中,測試設備采集振動台和經過隔振後的光學平台的振動數據,經過處理後擬合成傳(chuan) 遞曲線。多輪振動試驗驗證表明在空氣彈簧本體(ti) 安裝可控阻尼裝置,通過改變空氣彈簧與(yu) 附加氣室間節流孔徑的大小可以有效地控製阻尼,達到抑製共振的效果(如圖1所示),共振放大倍數從(cong) 7~8倍減小到2~3倍,高頻隔振性能不受影響,反而在20 Hz以上頻段性能有所提高,可以有效地保證高頻隔振能力,在振動隔離係統中起到積極效用。
3 光學平台的選購和使用技巧
1) 隨著眾(zhong) 多研究機構對光學平台質量要求的不斷提高和廠商對產(chan) 品的不斷完善,目前研製出來的光學平台款型繁多,質量也參差不齊,所以在購買(mai) 產(chan) 品前,首先要對企業(ye) 進行一定的了解,比如企業(ye) 的性質了解、綜合能力的了解、質量標準、工藝路線、售後服務能務和態度等。其次是對產(chan) 品的了解,比如它的材料、加工的精度、隔振效果、產(chan) 品整體(ti) 的合理性,平台表麵是否精細、表麵處理的工藝性、整體(ti) 的美觀性等。
2 )不要過於(yu) 看重產(chan) 品某一兩(liang) 項參數,應該對產(chan) 品的整體(ti) 進行了解,並進行一定檢驗。例如光學平台中的重要參數如平麵度、平台不平度、固有頻率、振幅、工作壓力和最大負載等參數都要有詳細的了解並對其進行檢測。這樣才可以根據產(chan) 品的一些重要參數來選擇自己想要購買(mai) 的光學平台。
3 )光學平台在購買(mai) 後安裝使用的時候,安裝調試務必由廠家負責到位。安裝完畢後首先檢查光學平台的支撐腿連接是否緊固好,整個(ge) 平台在普通外力下有無搖晃,平台水平調整到位,接著查看廠家提供的出廠檢測報告,有條件的企業(ye) 可要求廠家實際現場檢驗。自動充氣精密隔振光學平台的固有頻率應在:
垂直方向:空載:1.2~2.0 Hz;滿載:1.0~1.8 Hz;
水平方向:空載:1.2~1.8 Hz;滿載:0.8-1.6 Hz;
水平,平台台麵平直公差0.05 ~0.10 mm/ m2;
平台表麵有密迪紋理處理,粗糙度小於(yu) 1.6μm;
平台所有外露表麵平整光滑,底麵噴防鏽油漆,漆麵光亮平整,無凹陷;銳邊倒角;整個(ge) 外部整潔美觀大方。另外,平台在做實驗使用過程中,表麵勿遺灑落水漬等有腐蝕性的液體(ti) ,如有要及時用幹淨紙巾和布擦拭幹淨,空氣壓縮機要定期給予檢查加油,平台水平在放置每6個(ge) 月後都應當重新調整。
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