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新型主动隔振系统“Reactio Plus“ 发布
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Seismion 自豪地宣布推出新型主动隔振系统 Reactio Plus 产品。
Reactio Plus 是初代 Reactio 发布逾一年持续研发的里程碑产品。在继承相同外观结构与壳体组件的同时,其隔振性能比 Reactio 跃升三倍,更实现革命性低频突破:隔振起始频率降至 1Hz(Reactio 为 1.5Hz),隔振效果是 -10dB ,(Reactio 该频点的隔振效果为 0dB)。
初代 Reactio 在高端音频领域广受赞誉,经典款将延续销售。全新 Reactio Plus 以极致隔振性能服务于追求完美音乐重现的殿堂级发烧友。为回馈现有用户,将开放专属折扣与优先交付通道。
Reactio Plus 的尺寸与 Reactio 相同,分别为 500×400 毫米和 600×500 毫米,有效载荷范围为0至120kg。
更多技术细节即将揭晓,敬请持续关注!
如图所示金属避震脚钉为选配件,可完全适配 Reactio 及 Reactio Plus 主动隔振系统。

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Seismion 参加2023年德国慕尼黑音响展
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Seismion 亮相德国物理学会春季会议
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Seismion 于4月28日至30日在德累斯顿亮相德国物理学会(DPG)春季会议。除展出 Seismion Reactio 主动隔振系统外,更首次公开展示 Atlas 主动隔振系统。

Seismion Atlas主动隔振系统配置灵活,通常为4个、6个或更多,具体布局取决于应用设备的重量。Atlas 主动隔振系统具备数吨级承重能力,更能对XY移动台等动态系统产生的扰动实现实时补偿。

关键词: 德国物理协会春季会议, 主动隔振
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为什么 VC 曲线是对比隔振器性能的重要指标
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通常,使用传导率曲线和固有频率作为衡量标准来比较不同的隔振器。这两个标准对于任何隔振器都极为重要,因为二者共同定义了隔振器在不同扰动频率下的振动抑制能力。由于大多数隔振器可以理解成弹簧-阻尼质量体系,因此传导率具有以下特性,并且隔振频率从共振频率的 1.41 倍以上开始。

显然,固有频率应该尽可能低,因为它会将整个曲线向左移动,从而在更宽的频率范围内实现隔离,并且隔振效果更好。
然而,特别是在主动隔振器中,不能忽视某些非线性和其他激励源。这是来自执行器的最大允许力,它限制了大振幅的性能。
低激励噪声性能是主动隔振系统的核心指标。电子元器件固有噪声(如压电传感器信号中的本底噪声)经反馈环路多重放大后,将被控制器误判为真实振动信号,驱动作动器产生寄生振动谱。此噪声独立于外部激励,构成隔振平台的绝对振幅下限。
因此,不同隔振器的性能对比存在客观难题,这已成为行业核心瓶颈。
隔振器性能对比需严格遵循VC振动曲线标准,该体系基于1/3倍频程绝对速度谱,将环境振动分为以下等级:
Workshop:可明显感觉到振动。适用于车间和非敏感区域;
Office: 可感知振动。适用于办公室和非敏感区域;
Residential Day: 几乎感觉不到的振动。大多数情况下适用于睡眠区。通常适用于计算机设备、医院康复室、半导体探针测试设备和 40 倍以下的显微镜;
Op. Theatre: 振动不易察觉。大多数情况下适用于手术室、100 倍以下的显微镜和其他低灵敏度设备;
VC-A: 400倍光学显微镜;
VC-B: 适用于线宽为 3 μm 的检测和光刻(包括步进器);
VC-C: 1000倍光学显微镜、光刻检测设备;
VC-D: 在大多数情况下,适用于要求最苛刻的设备,包括电子显微镜(TEM和SEM)和电子束系统;
VC-E: 适用于最苛刻的敏感系统,包括长路径、激光、小目标系统、纳米尺度的电子束光刻系统,以及其他需要超高动态稳定性的系统。相邻VC等级间的最大允许振动幅值呈二分递减关系。VC-E作为当前最高标准,其扩展等级F、G等仅作评估参考,未被纳入工业标准。
为测定Seismion Reactio 主动隔振系统的本底噪声极限,需在振动激励极小的环境中测量其隔振顶板的振动谱,实测结果如下:

使用 Seismion Reactio 测量绝对振动速度
可以看出,我们的 Reactio 在低于 1 Hz 的整个频率范围内都达到了 VC-F 水平。这意味着它可以轻松满足所有行业标准,即使是最敏感的系统也是如此。在 2 Hz 以上,甚至可以实现 VC-G 水平。
Seismion如何实现行业领先的本底噪声水平
Seismion Reactio 隔振器开发的主要目的是实现目前同类产品中所有有源隔振器的最低噪音水平。控制反馈回路采用纯模拟元器件架构,所有元件均依据本底噪声特性严格筛选优化。压电传感器噪声水平基于科学文献建模计算,其特性参数经优选匹配实现系统级降噪。
通常,数据表中给出的传导率曲线多在振动台强激励下测得(激励强度>1g),此时系统本底噪声被完全掩盖。然而,Seismion 给出的传递率曲线都是在实验室环境激励下实测(背景振动≈VC-G级),精准匹配隔振器真实工况振动水平。
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Seismion 如何通过传导率曲线来评估隔振器的性能
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前文已探讨主动隔振器性能优化的建模方法,但同等重要的是真实工况下的测试验证。为此,Seismion 自主研发了专用测量套件:该套件包含两套传感单元,可同步采集垂直与水平方向的振动信号。信号经频域处理后,分别生成四个传感器的振动频谱。
传导率计算采用频谱比值法——即台面频谱值与基底频谱值之比,分别针对垂直与水平方向。下图为我司软件的实时运行界面,同步呈现振动频谱及传导率曲线:

上图呈现四组传感器频谱曲线,可清晰观察到位于底部的两组传感器(S2)与隔振台面板上的传感器(S1)之间的频谱差异持续扩大。该差异直接体现隔振器的隔振效果,本例中的隔振性能最高可达-30dB。
需特别说明的是,本方案舍弃传统振动台人工激励方式,仅将隔振器置于刚性实验台上,通过捕捉典型实验室环境中的自然背景振动完成测量。该方法直接反映终端用户实际工况下的隔振性能,规避了人工激励测试中可能存在的性能失真风险。
基于实测频谱数据,低频隔振的关键价值得以凸显。本次测量中,振动幅度最大区域集中于1-10Hz频段,并在10Hz处出现显著峰值(该频率极可能源和实验台发生共振)。此后振动能量急剧衰减,表明隔振需求最紧迫的区间位于10Hz以下,而这正是主动隔振器相对气弹簧隔振器性能优势最突出的频域。
实测传导率曲线与计算模型高度吻合,验证了计算机模拟的准确性。值得注意的是,30Hz以上频段的传导率读数呈现虚高现象——这并非隔振器真实性能,而是由传感器本底噪声主导所致,由于台面传感器(S1)接收的振动信号经隔离后大幅减弱,残余信号被传感器噪声覆盖。
为强调该现象,软件上部窗口特别标注了传感器本底噪声阈值。可见实测频谱趋近但无法突破该噪声底限。当高频段基底激励谱持续衰减时,其与噪声阈值之间的间隙最终归零——此时传导率读数看似体现隔振效能,实则为传感器噪声主导的伪信号。
若改用强激励重新测试(如振动台输入>0.1g),传递率曲线将呈现更优结果。这源于强激励提高了有效信号幅值,延迟了噪声主导频段的出现。
Seismion 主动隔振系统还可执行隔振器布局优化分析。通过多点位振动谱比对,可筛选出环境激励最弱的安装位,从源头降低振动干扰。
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Seismion 如何使用多物理场协同仿真和传递率曲线优化 Reactio的性能
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传导率是隔振器最重要的特性。基本上,传导率可以看作是通过隔振器的振动量除以通过隔振器的底座上的振动量。
根据隔振器上的刚度、阻尼和质量等机械特性,以及传感器的灵敏度、作动器常数,以及最重要的控制电路,我们建立了多物理场计算机模型,使我们能够计算具有给定参数集的隔振器的传导率。这是我们振动技术产品开发和设计中的一个重要部分,因为它使我们能够弄清楚不同子系统之间的相互依赖关系,确定稳定性极限,进行参数研究,并在实际构建隔振器之前对整个系统进行优化。
在这些模型的帮助下,我们甚至可以根据最终用户的需求定制传导率曲线形态。根据具体要求,某些应用可能需要在极低频率范围(如 1-2 Hz)中具有更好的隔离效果,而其他应用可能会在一定程度上牺牲这种低频性能,以换取 10-100 Hz 范围内的更高隔离度。这种定制化能力源于对反馈控制系统固有稳定性边界的精确掌控,这可以通过我们的计算机模型理想地解决。
然而,除了线性模型行为之外,还需要研究其他几个影响因素。使用相当简单的线性模型,无论您对系统施加何种振动激励,对于给定的隔振器,计算出的传导率曲线始终相同。但是,在现实世界中测试隔离器将受到更多因素的影响。
隔振器的性能边界受限于其作动力极限与本底噪声的双重约束。在强激励的情况下,反馈控制是饱和的,产生的控制力不再随激励线性增长。因此,隔离性能会降低。
在另一个极端情况下,非常小的激励对隔振器来说也是一个挑战。由于每个电子设备,甚至压电传感器,都会表现出一定量的噪声,因此这种噪声会转化为嘈杂的作动器力,从而激发顶板的振动。这种噪声始终存在,但通常它比传感器的真实信号小数倍,因此无需担心。但是,高精度应用通常已经放置在无振动的环境中,在这种情况下,信噪比会变得更差,因此隔离性能也会变得更差。实际上,控制回路中的噪声决定了顶板可以达到的最低振动水平。
Seismion Reactio隔振器的设计深度整合了系统级协同优化理念。通过全自主开发的高灵敏度传感器与专用低噪声电子系统的协同创新,我们实现了突破性的信噪比性能(1Hz频点处SNR>72dB),确保系统在微振动环境下的卓越表现。这可以通过隔振器可以实现的振动准则曲线(VC 曲线)轻松证明。根据我们的测量,VC-F 已经从 1 Hz 开始满足,VC-G 已经从 2 Hz 开始满足。这些振动标准级别非常严格,目前甚至不用作设计标准,而仅用于评估。事实上,VC-E 是纳米级电子束光刻等最苛刻敏感设备的设计标准,我们的 Seismion Reactio 隔振器可以轻松满足这一要求。

Seismion Reactio 主动隔振的实测振动曲线
需特别指出的是,即便被动隔振器(如空气弹簧)在微幅振动环境下性能亦显著劣化甚至失效。这是因为当振动幅度过小时,空气弹簧无法产生有效弹性变形,导致其隔振机制无法激活。
在最大输出力方面,Seismion Reactio 高于大多数竞争对手的产品,这意味着它们还可以隔离强干扰。
除了计算机优化之外,像主动隔振器这样复杂而复杂的系统也必须经过彻底的测试。这将在下一篇文章中讨论。