Trong lĩnh vực quang học chính xác và đo lường, việc đạt được môi trường ổn định và không rung động là nền tảng của phép đo đáng tin cậy. Trong số tất cả các hệ thống hỗ trợ được sử dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, bệ nổi quang học—còn được gọi là bàn cách ly rung động quang học—đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác cao cho các thiết bị như giao thoa kế, hệ thống laser và máy đo tọa độ (CMM).
Thành phần kỹ thuật của nền tảng quang học
Nền tảng quang học chất lượng cao bao gồm cấu trúc tổ ong hoàn toàn bằng thép, được thiết kế để có độ cứng và độ ổn định nhiệt vượt trội. Các tấm trên và dưới, thường dày 5 mm, được liên kết với lõi tổ ong được gia công chính xác từ các tấm thép dày 0,25 mm, tạo thành một cấu trúc đối xứng và đẳng hướng. Thiết kế này giảm thiểu sự giãn nở và co lại do nhiệt, đảm bảo nền tảng duy trì độ phẳng ngay cả khi nhiệt độ dao động.
Không giống như lõi nhôm hay lõi composite, cấu trúc tổ ong thép mang lại độ cứng đồng đều trên toàn bộ chiều sâu, mà không gây ra biến dạng không mong muốn. Các thành bên cũng được làm bằng thép, giúp loại bỏ hiệu quả sự mất ổn định do độ ẩm - một vấn đề thường gặp ở các nền tảng làm từ vật liệu hỗn hợp. Sau khi hoàn thiện và đánh bóng bề mặt tự động, mặt bàn đạt được độ phẳng dưới micron, mang đến bề mặt lý tưởng cho các cụm lắp ráp quang học và dụng cụ chính xác.
Đo lường chính xác và kiểm tra tính tuân thủ
Trước khi xuất xưởng, mỗi bệ nổi quang học đều trải qua một loạt các bài kiểm tra độ rung và độ tuân thủ. Một búa xung tác dụng lực có kiểm soát lên bề mặt bệ, trong khi các cảm biến ghi lại phản ứng rung động kết quả. Các tín hiệu được phân tích để tạo ra phổ đáp ứng tần số, giúp xác định hiệu suất cộng hưởng và cách ly của bệ.
Các phép đo quan trọng nhất được thực hiện từ bốn góc của nền tảng, vì những điểm này đại diện cho kịch bản tuân thủ tồi tệ nhất. Mỗi sản phẩm được cung cấp kèm theo đường cong tuân thủ và báo cáo hiệu suất chuyên dụng, đảm bảo tính minh bạch hoàn toàn về các đặc tính động của nền tảng. Mức độ thử nghiệm này vượt xa các thông lệ truyền thống trong ngành, cung cấp cho người dùng sự hiểu biết chi tiết về hành vi của nền tảng trong điều kiện làm việc thực tế.
Vai trò của cách ly rung động
Cách ly rung động là cốt lõi của thiết kế nền tảng quang học. Rung động bắt nguồn từ hai nguồn chính: bên ngoài và bên trong. Rung động bên ngoài đến từ mặt đất, chẳng hạn như tiếng bước chân, máy móc gần đó hoặc cộng hưởng kết cấu, trong khi rung động bên trong phát sinh từ luồng không khí, hệ thống làm mát và hoạt động của thiết bị.
Nền tảng quang học nổi trên không cách ly cả hai loại rung động. Chân đế treo khí hấp thụ và làm suy yếu rung động bên ngoài truyền qua sàn, trong khi lớp giảm chấn khí bên dưới mặt bàn lọc tiếng ồn cơ học bên trong. Tất cả tạo nên một nền tảng ổn định, yên tĩnh, đảm bảo độ chính xác của các phép đo và thí nghiệm có độ chính xác cao.
Hiểu về tần số tự nhiên
Mỗi hệ thống cơ học đều có một tần số riêng—tần số mà hệ thống có xu hướng rung động khi bị nhiễu loạn. Thông số này liên quan chặt chẽ đến khối lượng và độ cứng của hệ thống. Trong các hệ thống cách ly quang học, việc duy trì tần số riêng thấp (thường dưới 2–3 Hz) là rất quan trọng, vì nó cho phép bàn cách ly rung động môi trường một cách hiệu quả thay vì khuếch đại nó. Sự cân bằng giữa khối lượng, độ cứng và độ giảm chấn quyết định trực tiếp đến hiệu quả cách ly và độ ổn định của hệ thống.
Công nghệ Nền tảng Nổi trên Không khí
Các bệ nổi khí hiện đại có thể được phân loại thành bệ đỡ khí tuyến tính XYZ và bệ đỡ khí quay. Cốt lõi của các hệ thống này là cơ cấu đỡ khí, cung cấp chuyển động gần như không ma sát được hỗ trợ bởi một lớp khí nén mỏng. Tùy thuộc vào ứng dụng, ổ đỡ khí có thể là loại phẳng, tuyến tính hoặc trục chính.
So với dẫn hướng tuyến tính cơ học, ổ trục khí nén mang lại độ chính xác chuyển động ở cấp độ micron, khả năng lặp lại vượt trội và không bị mài mòn cơ học. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng kiểm tra chất bán dẫn, quang tử và công nghệ nano, nơi độ chính xác dưới micron và độ ổn định lâu dài là điều cần thiết.
Bảo trì và tuổi thọ
Việc bảo trì bệ nổi quang học rất đơn giản nhưng cần thiết. Giữ bề mặt sạch sẽ và không có mảnh vụn, kiểm tra định kỳ nguồn cấp khí xem có hơi ẩm hoặc ô nhiễm không, và tránh va đập mạnh vào bàn. Khi được bảo trì đúng cách, một bệ nổi quang học chính xác có thể hoạt động đáng tin cậy trong nhiều thập kỷ mà không bị suy giảm hiệu suất.
Thời gian đăng: 11-11-2025