Yeni titreşim sönümleyici mıknatıs, hassas cihazlardan en yüksek verimi elde etmeyi sağlıyor

Yeni titreşim sönümleyici mıknatıs, hassas cihazlardan en yüksek verimi elde etmeyi sağlıyor

Düşük ışık koşullarında uzun pozlama için bir kamerayı sabit tutmaya çalışan herkes genellikle ne olduğunu bilir: kamera titrer ve bulanık bir görüntüye neden olur.

Aynı sorun teleskop görüntülerinde veya diğer uzun mesafeli görüntüleme ekipmanlarında da meydana gelebilir. Küçük yer titreşimleri bile son derece hassas optik sistemler için sonuçları bozabilir.

Bu sorunu ele almak için Viyana Teknoloji Üniversitesi'ndeki (VUT) bilim insanları elektro-kalıcı mıknatıslar kullanarak yeni bir tür titreşim sönümleme teknolojisi geliştirdiler.

Sıradan kalıcı mıknatıslar gibi, bu mıknatıslar da bir güç kaynağına ihtiyaç duymadan manyetizmalarını kalıcı olarak korurlar. Ayrıca bir bobinle donatılmışlardır, böylece bir elektrik darbesi manyetizasyonlarını son derece hızlı bir şekilde değiştirebilir.

Bu, büyük teleskopların aynalarındaki titreşimleri aktif bir şekilde bastırmayı ve böylece performanslarını önemli ölçüde artırmayı mümkün kılar.

İlgili teknoloji

VUT'nin titreşim sönümleme sistemi, kalıcı olarak monte edilmiş bir taban ve bunun üzerinde serbestçe yüzen bir platformdan oluşur.

Platform havada asılı kalır ve güçlü manyetik kuvvetlerle yerinde tutulur.

Birkaç elektromanyetik aktüatör daha sonra platformun konumunu saniyenin kesirlerinde yüksek hassasiyetle ince ayarlayabilir; hatta üzerine birkaç kilogramlık bir yük takıldığında bile.

VUT Otomasyon ve Kontrol Teknolojisi Enstitüsü'nden Prof. Ernst Csencsics, "Ayna segmentlerinin konumlandırılması gibi hassas uygulamalarda, bu platformun konumu birkaç on nanometre içinde sabit tutulmalıdır" dedi.

"Bu, yalnızca laboratuvarın dışından birinin geçmesi veya normal bina titreşimlerinden kaynaklananlar gibi küçük zemin titreşimlerini bile telafi edebilirseniz mümkündür."

Bu nedenle, platformun konumu son derece doğru bir şekilde ölçülmeli ve herhangi bir hareket hemen engellenmelidir.

Bu, özellikle bu tür uygulamalarda genellikle sorunlu olan düşük frekanslı titreşimler olmak üzere titreşimleri çok verimli bir şekilde bastırmayı mümkün kılar.

Harici güç kaynağına gerek yok

VUT müdürü Prof. Georg Schitter, "Bu tür aktif titreşim sönümlemesi için genellikle elektromıknatıslar kullanılır" diye açıkladı.

“Bir manyetik alandaki bobinlerden bir akım geçer ve bu akımın ne kadar güçlü olduğuna bağlı olarak farklı kuvvetler üretilebilir. Bu çok hızlı ve hassas bir şekilde çalışır.”

Ancak, bu teknolojinin en büyük dezavantajlarından biri akımın sürekli olarak akması gerektiğidir; aksi takdirde manyetik kuvvetler anında kaybolur.

Öte yandan, kalıcı bir mıknatıs, çok güçlü bir manyetik alan onu mıknatısladıktan sonra, herhangi bir harici enerji kaynağı olmadan manyetik özelliklerini her zaman koruyabilir.

Manyetik panolarda veya buzdolabı mıknatıslarında kullanılanlar gibi günlük kalıcı mıknatıslar da bu şekilde oluşturulur.

Uygun, mıknatıslanabilir bir malzemeye ihtiyaç duyarlar ve bir kez güçlü bir manyetik alana maruz kaldıklarında güçlü bir manyetik alana maruz kalırlar.

Bu, malzemede manyetik bir düzen oluşturarak kalıcı olarak manyetik kalmasını sağlar.

Mıknatıslarla çalışma

Bilim insanları artık elektromıknatısların ve kalıcı mıknatısların avantajlarını, sözde elektro-kalıcı mıknatıs kullanarak titreşim sönümlemede birleştirdiler.

“Bu, bobinle donatılmış kalıcı bir mıknatıstır,” dedi Csencsics.

Kalıcı mıknatısın gücü doğru aralıkta olduğu sürece herhangi bir güce ihtiyaç duymaz ve havada asılı duran platform yerinde tutulur. Titreşimleri telafi etmek için aktüatörler tarafından yalnızca küçük düzeltici önlemler gereklidir.

Ancak, örneğin havada asılı duran platformda duran ağırlık değiştiği veya eğilmesi gerektiği için kalıcı mıknatısın gücünün artık uygun olmadığını varsayalım. Bu durumda, daha sert yöntemler kullanılır.

Bu, bobinden kısa, güçlü bir akım darbesi göndermeyi içerir, bu da geçici olarak çok güçlü bir manyetik alan yaratır ve böylece kalıcı mıknatısın mıknatıslanmasını da değiştirir.

Doğru manyetik darbe gücünü seçerek, kalıcı mıknatıs, enerji kaynağına ihtiyaç duymadan tekrar sabit kaldığı yeni bir çalışma noktasına ayarlanabilir.

Schitter, "Prototipimizle, son derece hassas ve enerji tasarruflu titreşim bastırmanın mümkün olduğunu gösterdik" dedi.

Kaynak: IE