振动隔离系统介绍

50多年来,TMC一直致力于开发和提供精密的工作表面和振动隔离系统,进入工业和精密测量实验室。为了提供素质性能,至关重要的是,精确的“顶部”及其支持隔离器必须将环境噪声控制到其设计中。

1.振动(噪声)的来源

有效载荷的破坏可能是由三个主要的振动源(或噪声):地面振动,声学噪声和直接力干扰引起的。地面或地震振动,存在于世界各地的所有环境中。这种噪音具有众多来源,来自构造板不断研磨,海浪粉碎在沿海岸边,风吹的风吹过树木和建筑物,以管理机械,HVAC系统,街道交通等人类来源,甚至是人的声音步行。TMC.隔振系统旨在显着降低振动源的环境影响。

声音噪声来自许多相同的来源,但通过空气中的压力波转移到有效载荷,产生的力量直接影响有效载荷。甚至亚音速声波也可以通过影响气动隔离器膜片的压差作用破坏有效载荷。因此,局部的HVAC通风口所产生的气流也可能是声噪声的来源。TMC为OEM应用生产隔音罩,通过为整个有效载荷提供一个沉重的、吸收能量的、几乎密封的外壳,屏蔽有效载荷免受这种类型的干扰。

虽然可以测量声噪声,但其对有效载荷的影响取决于几个可能难以估计的因素(例如有效载荷的声学[横截面])。对这种类型的噪声源的勘探和检查超出了本次讨论的领域。*通常,声噪声是导致50Hz以上的噪声振动的主要来源。

影响有效载荷的第三个中断来源是直接的力量干扰。可以通过直接机械耦合建立这些振动;通过软管或激光水冷却管线转移到有效载荷的振动。它们也可以源自有效载荷本身。这通常是半导体检查设备的情况,其中硅晶片通过几个移动级定位。app亚博体育

有效载荷的“静态”部分受到力的影响,该力也用于以反作用力的形式推进移动阶段。这些移动阶段也改变了有效载荷的整体质心(COM)。使用TMC的MaxDamp可以被动地减少这些振动源®隔离器线。此外,使用反馈或前馈技术来主动减少直接的力干扰。由于它们的臭名昭着,有效载荷生成的噪声源通常易于分类,不需要任何测量。

优异的有效载荷设计可以最大限度地减少传输到有效载荷的振动的影响。TMC提供各种蜂窝光学桌,面包板和平台叠层,提供标准和定制形状和尺寸。所有这些都通过具有刺激高谐振频率的特性来最小化环境噪声的影响。

1.1测量噪声

由于源通常不明显或已知,必须提前测量地震(地板)噪音。两种类型的地震噪声源是;定期/连贯的噪音;和随机/不连贯的噪音。第一个需要使用一个幅度谱而第二个分析是使用幅度谱密度.为了确定有效载荷预期的振动水平,必须将其与支撑隔振系统的振动传递函数合并。

1.1.1周期性噪声

周期性噪声通常从旋转机械散发出来。大大,这种噪音的最常见原因是HVAC系统中存在的大型风扇。这些风扇以恒定的速度旋转,可以产生连续的,单频振动(有时多次谐波频率)。

此外,空气压缩机是另一个公共源。与建筑粉丝相反,这些循环根据需求打开和关闭。压缩机应该被视为定期,相干的噪音来源,尽管它们是非营养,意味着测量仍将改变源是否有效。应使用幅度频谱测量来测量它们是否静止的所有周期性噪声源。

一个幅度谱通过采取测量来产生傅里叶变换从传感器收集的数据测量噪声。最广泛使用的传感器是加速度计,它将提供带有单元的频谱加速作为频率的函数。加速度计是常见的,因为它们具有“平坦”频率响应,随机地噪声通常在加速度相当“平坦”(如下面的第1.2.2节中所讨论的)。

另外,幅度频谱可以展示作为频率函数的速度或位置幅度。几乎所有频谱分析仪都使用快速的傅里叶变换或FFT。FFT分析仪位于输入数据中的每个频率的幅度并绘制它。该曲线也包括任何周期性噪声源的幅度和频率。使用幅度频谱记录的周期性噪声源的幅度是数据记录的长度的自主。

1.1.2随机噪音

使用A.幅度谱密度,可以测量随机或非相干噪声。周期噪声和随机噪声的对比是,振幅谱(上图)在分析仪显示之前乘以数据记录长度的平方根。结果是一条以[units] /为单位衡量随机噪声的曲线,其中[units]可能是加速度、位置或速度。这归一化为了测量带宽旨在确保测量的噪声水平与数据记录的长度无关。**

例如,如果没有这种修正,如果数据记录的长度增加到原来的100倍,那么随机噪声的水平似乎会减少到原来的10倍。注意,当使用谱密度时,周期性噪声源的振幅会随着数据记录的变长而增大。

随机的地面噪声水平可能会发生显著变化,但“平均”位置可能有0.5µg /√Hz在1到几百Hz之间的噪声。随机噪声也可能是非平稳的。例如,暴风雨天气可以大大加强随机地震噪声的水平。图1显示建筑物常见的噪音声级。***

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图像信用:TMC振动控制

1.1.3测量RMS值

由于随机和周期性噪声存在于大多数地点,它往往是可取的提出一个单一的数字,以表征噪声水平。这通常是通过引用特定频率范围内的均方根(RMS)噪声水平来实现的。幸运的是,这只是通过在感兴趣的频率范围内结合功率谱密度或PSD来实现的。PSD是振幅谱密度的平方。频率f1和f2之间的均方根运动的表达式如下:

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该公式精确地计算测量的RMS值,同时考虑周期性和随机噪声源。大多数频谱分析仪可以作为内置功能执行此集成。使用幅度谱(幅度密度)并将峰值划分为2,可以测量与任何单个周期源的该RMS值的贡献。可以通过在正交中添加它们来集成来自几个峰值的贡献。偶尔将RMS值陈述为1/3八度曲线图,其中在1/3八度频率箱中计算的RMS值的直方图被示出为频率的函数:八度音程是频率的两个因子。

1.1.4表征隔离器

通过测量地面噪声(如上所述),然后将这些频谱乘以隔离系统的传递函数,可以预测有效载荷上的噪声水平。通常被称为隔离器传动性,T.Ransfer功能是确定为频率函数的无量纲乘法器。它通常被绘制成桌子运动与地面运动的比值,作为频率的函数。通常用分贝来表示透射率:

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在现实中,作用于有效载荷上的其他噪声源(如声噪声)可能会导致传递函数测量的损坏隔离系统.这是测量许多传输函数的主要原因是嘈杂的。为了提高传输性测量的质量,可以使用“摇架”。然而,这是危险的,因为它可以在低水平的振动下扭曲系统的性能。

参考

*参见Cyril M. Harris,Ed。冲击和振动手册,第三次。(McGraw-Hill公司,1987年)

**其他常规频率通常适用,例如超出本文范围的“数据窗口”的校正。参见“信号分析的基本原理”,应用笔记编号243. Hewlett Packard Corporation。

***经Colin Gordon Associates许可转载。VCA-VCE参照振动敏感工具和仪器的公认标准。显示的水平是在1/3倍频带中心频率测量的有效值。

此信息已采购,从TMC振动控制提供的材料提供和调整。亚博网站下载

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    TMC振动控制。(2020年9月03日)。振动隔离系统介绍。Azom。从6月20日,2021年6月20日从//www.washintong.com/article.aspx?articled=19572中检索。

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    TMC振动控制。“振动隔离系统介绍”。氮杂.2021年6月20日。

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    TMC振动控制。“振动隔离系统介绍”。Azom。//www.washintong.com/article.aspx?articleId=19572。(访问2021年6月20日)。

  • 哈佛大学

    TMC振动控制。2020。振动隔离系统介绍.Azom,浏览2021年6月20日,//www.washintong.com/article.aspx?articled=19572。

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