پیشرفتهترین ایزولاتورها که در کاربردهای فناوریهای پیشرفته مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ پروب روبشی (SPM)، نانو ساخت (Nanofabrication)، تداخل سنجی و تست میکروسختی مورد استفاده قرار میگیرند بر اساس مکانیزمهای Negative-stiffness و پنوماتیک عمل میکنند. استفاده از این ایزولاتورها تجهیزات نام برده را قادر میسازد بهترین عملکرد خود را داشته باشند.
سادهترین سیستم ضد ارتعاش مبتنی بر مکانیزم ارتعاش غیر فعال هوا، سیستم پنوماتیک ضد ارتعاش است. در این ایزولاتور سطح رویه توسط مخزن هوای تغییر شکل پذیر در پایههای غیر فعال جهت ایزوله کردن میز از ارتعاشات از جانب زمین مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم با وجود اینکه برای محیطهای کم ارتعاش یا جهت استفاده در آزمایشاتی با حساسیت اندک بسیار مناسب هستند، اما نمیتوانند ایزولاسیون مورد نیاز در آزمایشات حساس را فراهم سازند و همچنین جهت کاهش ارتعاشات افقی ناکارآمد هستند. برای تجهیزات حساس به ارتعاش و همچنین در محیطهایی که ارتعاشات به میزان قابل توجهی حضور دارند، سیستمهای پنوماتیک فعال معمولا مورد استفاده قرار میگیرد. در این ایزولاتورها سطح رویه میزها توسط پایههای پنوماتیک از سطح زمین و ارتعاشات آن ایزوله میشود. اما این سیستمها پر هزینه بوده و عملکردشان مستلزم استفاده از کمپرسور هوا و تجهیزات کنترلی میباشد.
سیستم ضد ارتعاش پنوماتیک
همانطور که قبلا ذکر شد امکان حذف ارتعاشات محیطی با فرکانس پایین با استفاده از سیستمهای ضد ارتعاش پنوماتیک معمولی امکانپذیر نیست. گذشته از این استفاده از تکنولوژی الکتریکی تنظیم میز پنوماتیک و کنترل فشار سیلندر هوا با پیچیدگی همراه بوده و احتمال خطای سیستمهای پنوماتیک را افزایش میدهد. بنابراین بهترین راهحل برای ایزوله کردن ارتعاش در دستگاههای حساس به ارتعاش، استفاده از ایزولاتورهای مبتنی بر مکانیزم Negative-stiffness است. این سیستمها بسیار کاربردی، سبک وزن، جمع و جور، بادوام و مقرون به صرفه هستند و بر مبنای یک مفهوم کاملا مکانیکی بنا نهاده شده که نیازی به هوا و الکتریسیته ندارد. هیچ موتور، پمپ و یا محفظهای وجود نداشته و نیاز به تعمیر و نگهداری نیست زیرا چیزی برای سایش وجود ندارد. به عبارتی این سیستمها در یک حالت مکانیکی کاملا غیر فعلا کار میکنند. در شکل زیر شماتیک این سیستم ضد ارتعاش نشان داده شده است.
شماتیک سیستم ضد ارتعاش مبتنی بر مکانیزم Negative-stiffness
این سیستمها قادر به ایزوله کردن ارتعاشات با فرکانسهای کمتر از Hz 0.5 بوده و در مقایسه با پیشرفتهترین سیستمهای ضد ارتعاش پنوماتیک که قادر به ایزولاسیون ارتعاشات با فرکانسهای در محدوده Hz 5-10 هستند نتایج به مراتب بهتری ارائه میدهند. علاوه بر این در سیستمهای پنوماتیک امکان حذف ارتعاشات افقی نیست در صورتی که این ایزولاتور امکان حذف ارتعاشات در راستای افقی را نیز فراهم میکند.