摘要：在精密仪器运行过程中，无效振动主要来源于内部和外部两个方面。内部振源包括仪器自身的运动部件，如电机、泵、风扇等旋转或往复运动机构产生的周期性激励。外部振源则更为复杂，包括建筑物结构振动、邻近设备运行振动、人员活动产生的振动以及环境振动等。例如，在医院环境中，M

一 无效振动的来源与类型有哪些？

在精密仪器运行过程中，无效振动主要来源于内部和外部两个方面。内部振源包括仪器自身的运动部件，如电机、泵、风扇等旋转或往复运动机构产生的周期性激励。外部振源则更为复杂，包括建筑物结构振动、邻近设备运行振动、人员活动产生的振动以及环境振动等。例如，在医院环境中，MRI设备的振动可能受到附近电梯运行、人员走动等外部因素的干扰。

根据振动特性，无效振动可分为以下几类：

周期性振动：由旋转机械不平衡、往复运动机构等引起，具有固定频率和规律的振动特性。

随机振动：由不规则激励源产生，如地震、风振、路面不平引起的车辆振动等，其频率和幅值随时间随机变化。

冲击振动：由瞬间冲击力引起，如设备启停、碰撞等，具有高能量、短持续时间的特点。

低频振动：频率通常低于20Hz，波长较长，传播距离远，衰减慢，对精密仪器影响显著。

二 无效振动对精密仪器性能的影响机制

无效振动通过多种机制对精密仪器性能产生负面影响，主要表现在以下几个方面：

精度降低：振动会导致仪器测量系统的基准发生偏移，影响测量结果的准确性。例如，在电子显微镜中，振动会导致图像模糊、测量误差增大，甚至无法正常工作。研究表明，在精密加工过程中，振动可能导致加工精度下降，表面粗糙度增加，影响产品质量。

可靠性下降：长期振动会导致仪器零部件疲劳损伤，降低设备的使用寿命和可靠性。例如，某品牌汽车曾因减震器内部的橡胶等传统材料老化，在高速行驶过颠簸路段时，减震效果失效，车辆失控，最终引发严重交通事故。在工业环境中，振动还可能导致连接件松动、焊点开裂，进一步加剧设备故障风险。

功能异常：强烈的振动可能导致仪器内部元件相互碰撞，引发短路、断路等电气故障。在光学仪器中，振动可能导致光路偏移，影响光学系统的正常工作。例如，在天文观测设备中，微小的振动就可能导致观测目标偏离视场，影响科学研究的连续性和准确性。

干扰信号：振动还可能通过传感器等敏感元件引入噪声信号，干扰仪器的正常工作。例如，在高精度称重系统中，环境振动可能导致称重结果出现较大波动，影响测量精度。

三 典型精密仪器振动问题案例

案例一：超精密加工设备

在亚微米级加工精度的超精密车床中，振动是影响加工质量的主要因素。某精密加工企业的案例显示，当设备振动水平超过VC-B标准时，加工精度显著下降，断针率高达10%以上。进一步分析表明，振动主要来源于设备自身的驱动系统和外部环境干扰，导致加工表面出现波纹和刀痕，无法满足高精度加工要求。

案例二：医疗影像设备

在医院的MRI设备中，振动控制至关重要。某医院的MRI设备在运行过程中，由于附近电梯运行和人员走动产生的振动干扰，导致成像质量下降，出现图像模糊和伪影。特别是在进行心脏等动态器官成像时，微小的振动就可能导致图像质量严重恶化，影响医生的诊断准确性。

案例三：半导体制造设备

在半导体晶圆制造过程中，光刻机是最关键的设备之一，对振动极为敏感。某半导体工厂的案例显示，当车间振动水平超过一定阈值时，光刻机的对准精度下降，导致芯片良率降低。即使是微小的振动也可能导致光刻图案偏移，影响芯片性能和可靠性。

案例四：天文观测设备

在天文观测领域，望远镜的振动控制直接影响观测质量。VLTI（甚大望远镜干涉仪）项目的研究表明，望远镜结构的振动会导致光程差波动，影响干涉测量的精度。特别是在进行高分辨率观测时，振动引起的相位噪声会显著降低信噪比，限制科学研究的深度和广度。

ACF实验室通过以上分析可以看出，无效振动对精密仪器的负面影响是多方面的，且随着仪器精度要求的提高而愈发突出。ACF缓冲“芯”片技术相对传统工业减震片可以提供更有效的振动控制，已成为精密仪器设计与制造领域的重要技术支持。

来源：ACF人工软骨材料