Антивибрационные столы — различные варианты 

О противовибрационных столах нашего производства можно прочитать тут.

Зачем нужны вибростолы?

Все окружающие нас предметы и явления являются источниками вибраций. Деятельность людей, дорожное движение, работа техники, систем обогрева и вентиляции - все это порождает механические колебания, которые оказывают ощутимое влияние на окружающий мир.  Часть таких колебаний мы в состоянии определить с помощью собственных органов чувств, а часть из них для нас незаметны. Независимо от амплитуды и частоты вибрации, в ряде областях человеческой деятельности они могут оказывать существенные помехи. Например, вибрации очень сильно мешают проведению многих научных экспериментов, таких как пэтч-кламп,  исследованим в области оптики, в микроскопии. Вносят существенные сложности в проведение медицинских операций, например микроинъекции при ЭКО. Создают проблемы в высокоточных производствах и многих других сферах деятельности человека.

  

Так, в случае работы с биологическими объектами, очень важным моментом является подержание не абсолютной координаты точки в пространстве, а избегание вибрации одной точки относительно другой.

Особенно актуальной данная задача становится, тогда, когда мы хотим регистрировать какую-то характеристику объекта с помощью микроэлектрода, или совершать какие-то другие микроманипуляции с объектом. Несоблюдение этого условия может привести к печальным последствиям, от потери объекта до поломки микроинстумента.  

Рассмотрим простой пример. Перед нами стоит задача регистрации электрической активности монослоя культивируемых клеток. Размер достаточно часто используемых для таких целей культур клеток CHO или HEK293 составляет около 20 мкм в плоскости XY. Поскольку данные клетки являются адгезивными, то их высота над поверхностью культивирования при этом составляет всего 1-2 мкм. Таким образом, если нашей задачей является регистрация электрической активности данных клеток с подведением к ним микроэлектрода, то его колебания с амплитудой более 1-2 мкм приведет к разбиванию электрода о поверхность культуральной чашки и гибели клеток.

Таким образом, залогом успеха при подобной регистрации является виброизоляция и предельные колебания электрода относительно клетки не должны превышать 1 мкм.

Какие же пути решения проблемы существуют?

1. Избавиться от источника колебаний

2. Заставить колебаться компоненты системы (в данном случае электрод и клетку) соосно.

С давних времен для выполнения этих условий установки старались располагать в «спокойных» местах: в подвальных помещениях, на балках, вмонтированных в несущие конструкции стен, оторвано от пола, по которому перемещается экспериментатор, на массивных подставках, которые служили прообразами виброизолирующих столов.

Чем интересен антивибрационный стол?

Технологический прогресс не стоит на месте, и в результате трудов многих инженеров родилась конструкция современного антивибрационного стола. Выделились основные направления, влияющие на их характеристики:

1. В конструкции столешницы такого стола используется система сотового каркаса, где плоскости сот в разных слоях столешницы располагаются перпендикулярно друг другу

2. Столешница устанавливается на пневматические поршни, демпфирующие внешние колебания

3. Использование в конструкции столов системы датчиков, микроконтроллеров и обратной связи с пневматическими поршнями, что привело к созданию систем активного виброподавления

Какие варианты антивибрационных столов существуют:

1. Упрощенная конструкция. Состоит из столешницы с интегрированными пневматическими поршнями. Для удешевления конструкции столешница значительно упрощена – как правило, ее основа – толстая фанера, поверхность которой ламинирована для защиты от влажности. Поскольку изолирующие свойства такой столешницы невелики, то в системе используются поршни и перепускные клапаны. Сам антивибрационный стол такой конструкции должен подключаться к внешнему источнику давления.
2. Классическая конструкция – состоящая из специальной столешницы, рамы и пневматических поршней. Сама столешница, как правило, представляет собой многослойный «сэндвич», где слои представляют собой каркасы сот, ориентированных в разных плоскостях. Поршни подключаются к внешнему источнику давления – газовый баллон с азотом или сжатым воздухом или компрессору с ресивером.
3. Конструкция с активным виброподавлением. Если требования по защите от вибраций очень велики, то используют системы с активным подавлением вибраций. В таких системах специальный датчик анализирует частоты и амплитуды вибраций и заводит сигнал рассогласования в противофазе.