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光學平台

鎖定
光學平台,又稱光學麪包板、光學桌面、科學桌面、實驗平台,供水平、穩定的枱面,一般平台都需要進行隔振等措施,保證其不受外界因素干擾,使科學實驗正常進行。有主動與被動兩大類,而被動又有橡膠與氣浮兩大類。
中文名
光學平台
外文名
Optical Table
追    求
水平
分    為
固定式和可調式;被動或主動式
應用於
光學、電子、精密機械製造

光學平台簡介

蜂窩結構 蜂窩結構
光學平台追求水平,首先加工的時候整個枱面是極平的。之後枱面置放與四個聯通的氣囊上,以保證枱面水平。枱面上佈滿成正方形排列的工程螺紋孔,用這些孔和相應的螺絲可以固定光學元件。這樣,當你完成光學設備的搭建,系統基本不會受外來擾動而產生變化。即使按動枱面,它也會因為氣囊而自動恢復水平。 [1] 

光學平台類型

光學平台從功能上分為固定式和可調式;被動或主動式。

光學平台應用

光學平台廣泛應用於光學、電子、精密機械製造、冶金、航天、航空、航海、精密化工和無損檢測等領域,以及其他機械行業的精密試驗儀器、設備振動隔離的關鍵裝置中。

光學平台主要構成

標準光學平台基本組件包括:1、頂板;2、底板;3、側面精加工貼臉;4、側板;5、蜂窩芯;6、密封杯等。 [2] 

光學平台鋼的構造

優質平台和麪包板應具有全鋼結構,包括厚5毫米的頂板和底板,以及厚0.25毫米的精密加工的焊接鋼製蜂窩芯。蜂窩芯通過精確的壓膜工具製成,通過焊接平墊片保證其幾何間距。平台和麪包板中的蜂窩芯結構從頂板一直延伸到底板,中間無過渡層,從而構成更加堅固、熱穩定性更強的平台產品。

光學平台熱穩定性

熱穩定性的關鍵之處在於各軸方向上都具有對稱、各向均勻的鋼製結構。鋼製部件在熱交換過程中的延伸性和收縮性是相似的,可以在温度變化過程中保持良好的平整度。鋼製的蜂窩芯結構從頂板延伸到底板,中間並無塑料或鋁質泄露管理結構,因此不會降低平台整體的剛度或是引入更高的熱膨脹係數。我們採用鋼質側板,而不是木板,這樣就消除了由於濕度而引起的環境不穩定因素。

光學平台精密加工

自動化加工過程
自動化加工系統平台和麪包板的特殊之處是採用自動軌道機械啞光表面加工,比老舊的平台產品更加平滑、平整。這些平台經過改善的表面拋光處理後,表面平整度在1平方米(11平方英尺)內可達±0.1毫米(±0.004英寸),為安裝部件提供了接觸表面,不需要使用磨具對頂面進行打磨。
大半徑角
平台和麪包板設計還可以採用大半徑圓角,這樣能減少實驗室中的尖鋭邊緣,提高安全性。

光學平台主要配件

支撐架
光學平台包括剛性、無隔振支撐架,被動式隔振支撐架,主動式自動調平支撐架。
其他配件
光學平台其他配件還包括貨架、安裝座、桌下擱板、振動隔離配件、可安裝支桿的光學平台配件、可調式光學爬升架安裝座、地震抑制、光學麪包板罩殼、遮光材料、磁性薄片等等。

光學平台生產意義

當今科學界的科學實驗需要越來越精密的計算和測量,因此一個能與外界環境和干擾相對隔離的設備儀器對實驗的結果測量時非常重要的。能夠固定各種光學元件以及顯微鏡成像設備等的光學平台也成為科研實驗中必備的產品。光學平台最主要的一個目標是消除平台上任意兩個以上部件之間的相對位移。

光學平台測試方法

光學平台阻尼

光學平台或麪包板最重要的特性為其共振頻率。共振頻率和振幅是負相關的,因此共振頻率應儘可能地增大,從而將振動強度最小化。平台和麪包板會在一個特定的頻率範圍內發生振動。為了改善性能,每種尺寸的平台和麪包板的阻尼效果都需要進行優化。
平台阻尼需要進行各種測試,對其厚度/面積的比值進行優化。更大面積的平台(邊長至少為10英尺或3米)具有厚度為12.2英寸(310毫米)的標準厚度,這樣可以提高穩定性。對於更小面積的平台,厚度可以是8.3英寸(210毫米)或12.2英寸(310毫米),也可定製更大尺寸。

光學平台柔量

光學平台最廣泛使用的振動響應傳遞函數為柔量。在恆定(靜態)力的情況下,柔量可以定義為線性或角度錯位與所施加外力的比值。在動態變化力(振動)的情況下,柔量則可以定義為受激振幅(角度或線性錯位)與振動力振幅的比值。平台的任意撓度都可以通過安裝在平台表面的部件相對位置變化表現出來。因此,根據定義,柔量值越小,光學平台就越接近設計的首要目標:將撓度最小化。柔量是與頻率相關的,其測量單位為沒單位力的錯位量(米/牛頓)。

光學平台測量方法

使用脈衝錘對平台或麪包板的表面施加一個已測量的外力,並將一個傳感器貼合在平台或麪包板表面對合成振動進行測量。
探測器發出的信號通過分析儀進行讀取,並用於產生頻率響應譜(即柔量曲線)。在光學平台的研發過程中,對平台表面上很多點的柔量曲線進行記錄;但是,平台四個角上的柔量往往都是最大的。因此公司發佈的柔量曲線和數據都是通過平傳感器在台四個角上測得的,因此説明了最不理想情況下的數據結果。

光學平台單測數據

產品都需經過獨立測試,並附帶一份單獨的測試數據報告和柔量曲線。這樣一來,就可以提供比採用單一尺寸柔量曲線表示所有產品特性的工業標準更數據。柔量曲線和數據都是通過平傳感器在台四個角上測得的,因此説明了最不理想情況下的數據結果。
參考資料
  • 1.    劉雲峯.《光學平台歷史發展》.北京:北京科技出版社,2014年6月8日:098--099
  • 2.    夏祖德.《光學平台的構成》:西華科技出版社,2014年