如何选择被动隔振和主动隔振系统

在某些应用中，像K&S提供的模块化隔振系统这样的主动隔离系统可以提供所需的性能，而无源隔离系统对于不那么敏感的应用来说已经足够了。

低频谐振
低频谐振问题在所有被动隔振系统中都很常见。因此，无源隔离系统通常会增加低频噪声而不是阻尼，从而给易受低频振动影响的SEM和AFM等仪器带来问题。

相反，台式稳定有源隔离系统通过内部反馈环路消除低频谐振，该环路允许它们抵消亚赫兹频率下的振动。

此外，反馈环路确保在所有频率下的有效隔离，这要归功于它能够在更高频率下进行“内务管理”。图1和图2显示了谐振系统和非谐振系统。

性能比较
无源隔离系统一旦开始阻尼，性能就会迅速提高，从而在几赫兹内大幅减少振动。此外，无源系统中存在的其他机械共振进一步降低了阻尼水平。

由于台式稳定有源隔离系统中的谐振被其反馈环路移除，因此可以平稳地滚降到较高频率。这意味着有源系统一旦在10Hz达到峰值性能，就会在较高频率下保持高水平的衰减。

尽管如此，有源和无源系统在高于30Hz的频率下都能减少98%至99%。

对仪器尺寸的灵敏度
由于无源隔离系统是简单的机械结构，其性能取决于安装在隔离系统顶部的设备的重量、尺寸和重心。设备通过改变系统的机械结构和共振来影响隔离系统的性能。

此外，安装平台尺寸必须与设备重心的位置成正比。

机械变化被工作台稳定系统上的反馈回路所抵消，只要设备在其占地面积和负载能力范围内，系统就能提供卓越的性能。

多轴隔离
大多数被动隔离系统仅抵消Z轴振动，并且无法隔离水平振动。需要使用不同的隔离机制来允许被动系统隔离水平振动。

然而，系统无法处理不是纯粹的X，Y或Z的振动.Table Stable有源系统使用与被动系统相同的传感和阻尼机制将振动隔离在六个自由度中。传感器之间有通信，因此允许工作台稳定系统在所有轴上提供相同级别的隔离。

刚度
无源系统非常柔软，以便将其低频谐振推到尽可能低的水平。

当软系统受到重大干扰时，它们需要更多的时间来稳定下来，通常以秒为单位。有些系统需要几分钟才能再次隔离，这增加了测量时间，并要求重新启动长时间扫描。

此外，与较硬的系统相比，软系统对负载变化，气流，用户碰撞更敏感。

由于在工作台稳定系统中消除了低频谐振，因此它们可以使用非常坚硬的弹簧。因此，它们不易被解压，其稳定时间约为毫秒（图3）。

成本
无源系统比有源系统便宜得多。橡胶支架和焊盘可以为不那么敏感的应用提供足够的隔离水平，只需花费几美元。

使用具有适当几何形状和调整的蹦极系统可以实现非常高水平的隔振，成本不到一百美元。基于空气的隔离系统可以为各种研究仪器提供足够的振动消除，成本只有几千美元。

有源系统的成本通常超过五千美元。因此，对于较便宜的仪器，它们不是经济的选择。

仪器级隔离
无源系统只能隔离地面振动，而Table Stable系统在仪器级别检测和隔离振动。

因此，它们可以抑制来自设备的某些噪声，包括来自布线的寄生噪声，空气运动，耦合到外壳中的噪声，甚至是设备本身产生的某些噪声。

站点和维护要求
无源系统通常需要在安装区域使用空气压缩机或清洁空气供应。空气隔离系统的空气隔膜需要在服务几年后更换。

工作台稳定系统不需要空气，但需要 110 – 240V 交流电源。表 稳定的系统多年免维护，如果在散热有问题的密闭空间中需要通风。

工作台 稳定主动振动控制系统设计用于连续运行多年，无需维护。这些系统不需要空气;他们唯一的要求是110 - 240V交流电源。如果系统在密闭空间内使用，并且散热是一个问题，则应使用通风。
比较表
下表比较了被动和主动振动控制系统：

被动 VS.活动 - 比较表
特征 被动 积极
隔离范围 >5赫兹 >.7赫兹
低频谐振 2 - 5 赫兹 没有
谐振时放大 4-9次 不适用
负载敏感 是的 不
高重心会降低效率 是的 不
刚度 软 比被动式刚性高 500 倍
所有六个自由度的隔离 不 是的
空气供应要求 手动泵或空气供应 没有
交流电源 没有 110-240 伏交流电
稳定时间 2 - 10 秒 10-20 毫秒
自动负载调整 -M – 否/-A - 是 AVI – 否/TS - 是
噪音隔离 地面振动 接地、仪器和声学噪声
价格 低至中度 中度至高