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振动介绍
发布:北京正东精密科技有限公司 更新时间:2018-09-01 18:10

振源

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。地震振动包括使实验装置下的地面振动的所有振源。有些常见的地震振源如来往行人、来往车辆、吹向建筑的风以及建筑的通风设备。

许多这样的振源不仅会产生地震振动,还会产生声振动。其不同之处在于,声振动用来衡量实验中空气压力变化的影响。

最后一个产生振动的因素是直接对工作面上的物体施加的力。这些振源与实验装置直接机械耦合,但不通过平台支撑脚传播。例如表面放置了样品的移动平台所产生的振动,或是通过真空系统抽气管传递到工作面的振动。

振动特点

振动可以分为随机振动和周期振动。周期振动既包括由持续运行的真空系统所产生的持续振动,也包括由根据房间温度而开关空气处理系统的风扇所产生的振动。随机振动是由不可预测的振源产生的振动,如风吹向建筑或是工人在街道上使用电钻挖掘总水管。除了这种周期信息之外,知道振动的频率和振幅也很重要。一般来说,环境振动的频率会在4 到100 Hz的范围之内。

通过多种机制,许多噪声源共同形成了实验装置的整体振动。例如,位于实验装置旁边地面上的真空泵不仅会产生声振动,还会在地板上产生地震振动。在针对光学系统分析噪声源时,应该考虑到这两种振动渠道。然而,由于机械振动耦合效率一般比声源振动的耦合效率要高,造成整体噪声的最大因素一般还是地震振动和直接对工作面上的物体施加的力。因此,将真空泵放在防震垫上就可以减少振动,使其产生的噪声与其他噪声源相比变得无关紧要。

识别振源

正如上面所说,实验室通常有一张噪声谱,主要的噪声可能源自结构和声音。

选择一种隔振系统之前,有必要考虑好现在的噪声源,如果有可能,就将之消除,例如上文中真空泵的例子。通过将工作环境中的噪声源消除,就有可能减少噪声,进而减少隔振要求,降低所需隔振系统产生的成本。

例如,在图 1中,一台示波器被直接放在了实验工作面。因此,示波器的风扇产生的振动将直接给实验施加一种力。通过将示波器放置在不与实验工作面直接接触的架空架上,就消除了这种振源。在考虑消除何种噪声源时,请记住,地震振动和直接对工作面上的物体施加的力通常为最强烈的振源,因为其机械耦合的效率较高。

由于温度浮动会引起材料的膨胀和收缩,来自空调系统和冷却风扇的温度干扰也会引起元件间的相对运动。大多数空调系统一般只会将温度浮动维持到一小时一度以内。而且,因大气折射率及其密度与温度相关,它们的变化会造成虚拟运动,有些实验技术会对这样的运动很敏感。如果是在这种情况下,就有必要围绕敏感元件建立一个罩壳系统来限制温度变化和气流。


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图 1: 实验室里的普通振源


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