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北京海科思锐光电仪器有限公司
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Minus K Technology负刚性隔振技术为低频隔振提供完美解决方案
来源:原创 | 作者:陈亚辉 博士 海科思锐 | 发布时间: 624天前 | 530 次浏览 | 分享到:

Minus K Technology公司成立于1993,研发、制造和销售基于专利负刚性技术的最先进的隔振产品。Minus K Technology以前以Nano-K®商标销售的隔振产品代表了一项重要的使能技术。通过将建筑物和地板振动降低到前所未有的水平,这些系统使振动敏感仪器和设备能够以前所未有的水平运行。它们被广泛应用于纳米技术、生物科学、半导体、材料研究、航天器零重力模拟和高端音频等领域。Minus K是扫描探针显微镜、显微硬度测试仪和其他振动敏感仪器和设备领先制造商的OEM供应商。Minus K客户包括52个国家的私营公司、300多所顶尖大学和政府实验室。

Minus K Technology公司的基于负刚性技术的隔振平台属于被动隔振产品,但其隔振性能不仅远超其它类型的被动隔振平台,而且性能也显著由于绝大部分主动隔振产品,同时不需要空气压缩机和外部供电,结构更加紧凑,维护更加简单。


刚度隔振器:它们是如何工作的?

Minus K®隔振器在低频隔振方面采用了革命性的概念。垂直运动隔离由支撑重量负载的刚性弹簧和负刚度机构(NSM)提供。在不影响弹簧静载荷支撑能力的情况下,使净垂直刚度非常低。与垂直运动隔离器串联的梁柱提供水平运动隔离器。梁柱的水平刚度因“梁柱”效应而降低。(梁柱表现为弹簧与NSM的组合。)其结果是一种紧凑的被动隔离器,能够产生非常低的垂直和水平固有频率以及非常高的内部结构频率。

负刚度隔振功能(如何工作动画)


图1


Minus K®隔离器通常使用三个串联的隔离器:垂直运动隔离器位于底部,中间是水平运动隔离器,顶部是倾斜运动隔离器。垂直运动隔离器如图1所示。它使用连接到NSM的传统弹簧,该NSM由两个在其内端连接到弹簧并在其外端支撑的弯曲件组成,并通过力P加载压缩。弹簧通过重量W压缩到隔离器的工作位置,如图1所示。隔离器的刚度为K=KS-KN,其中KS是弹簧刚度,KN是负刚度的大小,负刚度是挠曲设计和负载P的函数。当弹簧支撑重量W时,隔离器刚度可以接近零。

由两个梁柱隔离器组成的水平运动隔离器系统如图2所示。每个隔离器的行为类似于两个由重量荷载W轴向加载的固定自由梁柱。没有重量荷载,梁柱具有水平刚度KS。随着重量负载的增加,“梁-柱”效应降低了横向弯曲刚度。这种行为相当于水平弹簧与NSM的组合,因此水平刚度为K=KS-KN,KN是梁柱效应的幅值。通过加载梁柱以接近其临界屈曲载荷,可以使水平刚度接近零。


图2


图3显示了包含图1和图2隔离器的负刚度隔振器的示意图。倾斜垫用作倾斜运动隔离器。垂直刚度调整螺钉用于调整负刚度弯曲上的压缩力,从而改变垂直刚度。垂直负载调整螺钉用于通过升高或降低支撑弹簧的底座来调整不同的重量负载,以使弯曲保持在其笔直、不弯曲的操作位置。该功能可以在单隔离器系统中实现自动化,并在多隔离器系统中实现自动调平。


图3


Minus K负刚性隔振产品隔振传递率曲线

根据现场测试和用户评估,根据隔振频率的不同,Minus k 0.5Hz隔振平台和工作站的性能大约是高性能气浮平台的10到100倍,它们的性能也优于主动隔振系统。

以下的隔振传输率曲线对比了最佳性能气浮隔振平台与Minus K典型的0.5Hz隔振产品性能。Minus K隔离器在2 Hz时达到93%的隔离效率,在5 Hz时达到99%,在10 Hz时达到99.7%。



Minus K主要隔振产品:包括台式隔振平台、隔震器、以及由台式隔振平台或者隔振器组成的隔振系统

BM系列台式隔振平台,包括BM-1,BM-4,BM-6,BM-8,BM-10五个子系列,五个子系列的台面尺寸和部分参数有所不同。该隔振平台极易使用,并具有极高的性能。它提供了1.5 Hz或更低的水平固有频率和我们标志性的0.5 Hz垂直固有频率。每个子系列又细分多款型号,比如BM-8又细分为25BM-8, 50BM-8, 75BM-8, 100BM-8, 125BM-8等,不同型号之间的主要区别是承重不同。



BA-1台式隔振平台:我们的最高能力的台式隔离器。这是一款经济高效的产品,可承受高达1000磅的重量,并具有1/2赫兹的垂直和水平性能。BA-1是在BM-1隔离器上增自动调整修改和外部控制箱。当有效负载重量变化在+/-7 lbs范围内时,自动调整功能将重新调整隔离器。BA-1也可以像BM-1一样手动操作,垂直负载调整曲柄-简单的手动调整可以补偿垂直负载的变化。垂直负载调整指示器-使用此简单的视觉指示器轻松确定最佳设置。垂直刚度调整螺钉:保证1/2 Hz或更少的垂直固有频率。



CT-2超薄低高度桌面振动隔离平台

紧凑型桌面(CT-2)使用了Minus K的专利突破性技术,仅在2.7英寸高的隔离平台上即可实现市场上的最佳性能。该装置是从Minus K的CT-1升级而来,为较重的仪器提供了更好的水平性能和额外的有效载荷范围。这种完全被动的机械隔离器的性能是气浮隔振平台的10-100倍。它在没有任何空气或电力的情况下就能做到这一点!CT-2隔振平台非常易于使用,提供了我们标志性的0.5 Hz垂直固有频率和约1.5 Hz水平固有频率。只有两处可调整。CT-2适用于所有类型的台式显微镜。

这是迄今为止提供的最薄、最便携和最用户友好的隔离器,能够提供这种性能。





CM-1低频隔振器:有效载荷高达1050磅

CM-1是一种紧凑的高容量低频负刚度隔离器。与所有Minus K隔离器一样,它们是完全被动的,不使用空气或电力。隔离器可以组合成多隔离器系统,以支持重型有效载荷,同时占用很少的空间。



CM-1隔离器可以放置在基座上,使其达到适当的高度,以改装现有的气浮隔振平台,使您能够保持现有的桌面并实现更好的隔离。

CM-1隔离器有多个容量范围,以匹配您的振动敏感仪器,如SPM(AFM、STM等)、显微硬度测试仪、轮廓仪、干涉仪、电子显微镜或其他成像系统。


LC-4超紧凑低功耗频率隔振器


Minus K的LC-4是一种超紧凑的低频负刚度隔离器。它有两种配置,1.5 Hz的低水平频率性能或0.5 Hz的超低水平频率性能。这两种配置都提供了我们标志性的0.5 Hz垂直固有频率。

LC-4隔离器可以组合成多隔离器系统,以支持更重的有效载荷,同时占用很少的空间。隔离器是被动的,可手动调节,不需要空气或电力。

如果需要,可以定制LC-4隔离器,以满足用户的特定需求。例如,不同的水平和垂直频率、阻尼等。也可以使其与洁净室和真空兼容。


基于台式隔振平台和隔震器的隔振系统

Minus K提供基于上述台式隔振平台和隔震器的隔振系统,包括支架、台面、隔震器(1个或多个),以及根据客户需求提供各种定制的隔振系统。





主要产品型号性能对比表



Minus K隔振产品的主要应用

Microscopy (SPM, SEM, AFM, etc.)

Micro-Hardness Testing / Nano Indentation

Laser/Optical Systems

Spacecraft Ground Testing

Biology/Neuroscience

Microelectronics/MEMS Fabrication

Cryostats

Analytical Balances

Audio Reproduction

Distributed Fiber Optic Sensing

Vacuum Isolation

Large-Displacement Systems

Heavy Systems


北京海科思锐光电仪器有限公司近期和Minus K Technology公司正式签署了代理协议,成为其在中国的正式授权代理商,负责其全线产品在中国的市场推广、销售,以及售后服务。

北京海科思锐作为一家专业的激光/光电产品代理公司,代理产品包括:各种激光器(半导体激光器,固体激光器,光纤激光器,气体激光器等,连续,纳秒,亚纳秒,皮秒,飞秒,单频,宽调谐激光器等),激光测试设备(激光功率计/能量计,光斑分析仪,M2仪,光谱仪,波长计,红外观察仪,光电探测器,自相关仪,spider等),激光与光学元器件(激光镜片,隔离器,光栅,滤波片,半导体激光电源,光纤器件),光谱仪器,光机械(光学隔震平台,位移台,调整架,光机组件等)。

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