主动与被动隔振技术

Herzan的技术总监、总裁和创始人Ann Scanlan与AZoM就主动和被动隔振解决方案之间的差异进行了会谈。

请您简要介绍一下Herzan和您的产品好吗？

20多年来，Herzan的任务一直是帮助研究人员最大限度地提高仪器收集数据的质量。为了实现这一目标，Herzan设计了业界领先的环境解决方案，在任何环境实验室条件下隔离声音、振动和EMI噪声。

Herzan的环境解决方案目录集中在三个关键领域：研究级隔离性能、应用定制设计和优质生产质量。这三个领域推动了Herzan的产品设计，并体现在所有声学、振动和声学方面EMI隔离解决方案我们提供。

公司是如何成立的，从那时起又如何发展的?

我在1992年创建了这家公司，作为赫兹公司的美国子公司，赫兹公司是一家日本公司，专门从事振动控制。我们开始运营，为北美和南美的客户提供各种振动和声学控制解决方案。Herzan的名字就是受到这种合作的启发，由两个单词Herz和Ann合并而成。

随后，我们加入Table Stable的主动隔振平台，为受低频振动噪声影响的客户提供更全面的解决方案。在成功采用主动隔振平台后，我们扩展到解决另一个通常影响客户的噪声源:声学。我们的隔音罩最初是与赫兹合作设计的，为精密研究行业提供最安静的操作环境。随着时间的推移，客户的需求转向更小、更定制的声学和振动隔离解决方案，这就是为什么我们补充了我们的产品系列，包括桌面和模块化隔离解决方案，能够缩放，以适应特定的仪器尺寸和形状因素。

Herzan提供了主动和被动隔振解决方案——您能快速概括一下这两种技术之间的区别吗?

被动隔振系统是一种简单的隔振形式，只要建筑振动不接近隔振器的固有共振频率，该隔振系统就非常有效。被动隔振系统可以被视为一个弹簧，机械或气动，以低于共振的频率通过结构。在被动隔离器的固有频率共振下，进入系统的能量被放大到有效载荷中（即被支撑的系统）。相反，当频率大于被动隔离器的固有频率共振时，进入系统的能量减少。被动隔离器通常被调谐为具有低频共振，从而尽可能地隔离频谱。低频共振与非常“软”的系统相关。

主动隔振系统被视为具有主动部件的被动系统，以抑制系统隔振系统本身的共振。主动隔振系统最常见的配置是配备传感器和执行器，以帮助抑制系统的低频共振。带有反馈回路的主动隔振系统将感应振动噪声，并用相等、相反和异相的力抵消它们。

需要主动隔离才能获得良好效果的主要应用有哪些？

主动隔振系统在需要低频隔振的场合非常重要。这在建筑物共振低和/或支撑系统本身对低频能量敏感的环境中很常见。主动隔振平台具有多种设计和形状因素，可适用于大小仪器，能够解决影响研究行业最苛刻应用（SEM、AFMs等）的大多数振动问题。

除了隔离低频振动噪声外，主动隔振系统的刚度明显高于被动系统（高达500倍）。额外的刚度为用户提供了一个更容易操作的表面，使他们的研究更有效。

Herzan主动隔离系统背后的技术是如何工作的？

主动隔振平台主要采用两种技术——反馈和前馈系统。反馈系统不断地动态地感知进入系统的噪声，并发送一个相等的反相位力来抵消振动。对于反馈系统，在动态响应中有一些滞后时间，通常小于20毫秒。

前馈系统用于超低频率或已知传入振动时，如舞台上的有效载荷，控制系统预测传入振动，并在振动噪声进入系统时提供信号来抵消振动噪声。如果前馈系统不能正确地描述和输入振动水平，就很难保证理想的性能。为了优化性能，经常需要调整房间的振动特征。

Herzan的AVI和TS系列主动隔振平台是一种反馈控制系统，可在任何环境下提供可靠的动态隔振性能。Herzan还为AVI系列(称为LFS系统)提供了一个前馈附加组件，它解决了超低频率隔离问题。

主动隔振是否会影响性能?

不是真的。一个设计合理的主动隔振系统只会在较低的振动频率范围内提高性能。由于主动隔振系统有传感器和驱动器，它们使用的能量可以产生热量，这可能是一个问题，热敏应用程序在一个封闭的环境(即隔音罩)。然而，通过将电源从工具中移开或移到封闭环境之外，可以很容易地解决热问题。采用的驱动器和传感器AVI和TS系列耗电非常少，通常小于10W，这意味着由发热引起的热漂移通常不是问题。

在研究应用中使用被动隔振的好处是什么？

只要环境不受低频振动噪声(即小于10-15 Hz)的影响，被动隔振系统就能提供非常好的性能。与主动隔振系统相比，被动隔振系统价格低廉，是解决振动噪声的一种更为广泛的解决方案。

Herzan被动隔振系统背后的技术是如何工作的？

Herzan公司的被动隔振系统采用了一系列弹簧、调压罐和阻尼孔。阻尼孔用于减少其固有频率共振时的振幅响应，在那里能量被放大。对于有特殊研究要求的客户，还可以提供与水平、钻孔和攻丝孔、洁净室兼容和工作站集成相关的附加功能。

Herzan和隔振技术的未来是什么?

Herzan继续投资于产品的技术开发，推动符合公司整体战略的创新:提高产品性能，增强用户体验，提供与研究人员需求独特相关的解决方案。此外，我们还在继续研究各种方式，以提供价格和性能方面的解决方案，为我们的客户提供更好的整体价值。

关于安·斯坎兰

安于1992年在加利福尼亚州奥兰治县创建了赫尔赞。她在密苏里堪萨斯大学获得机械工程学士学位，并在加州大学欧文分校的Melige商学院获得工商管理硕士学位。

Ann在振动控制领域有超过25年的经验，包括领导meles Griot振动控制部门和在Herz有限公司工作。Ann监督Herzan的工程和新产品开发活动。