Müravaba labor IMB nanotehnoloogia instituudi jaoks

Uus laborikontseptsioon nanotehnoloogia jaoks: kombineeritud akustiline ja vibratsiooniisolatsioon müravabade ja vibratsioonivabade laborite jaoks.

Ülesanne

Kuue müravaba labori planeerimise eesmärk oli tagada, et labori töötingimused halveneksid ainult minimaalselt. Kuna katsetes kasutatavad erinevad tehnilised seadmed, näiteks vaakumit tootvad mehaanilised pumbad või seadmete poolt eralduv soojus ja elektromagnetiline kiirgus, on sageli peamised häireallikad. Tavalistes katsetes piisab individuaalsete parameetrite, näiteks temperatuuri, eraldamisest. Kuid nanotehnoloogia mõõteseadmete arenguga on tekkinud katsed, mis on tundlikud mitme või kõigi viie häiremuutuja suhtes. Seetõttu tuleb temperatuuri, niiskust, vibratsioone, müra ja elektromagnetvälju samaaegselt varjestada. Neid väljakutseid sai lahendada ainult kogu süsteemi kaalumisel.

Parameetrid

– Vibratsioon v sihtväärtus (sagedusala < 10 Hz): v < 1 μm/s– Vibratsioon v mõõdetud väärtus (sagedusala < 10 Hz): v < 0,3 μm/s

– Vibratsioon v sihtväärtus (sagedusala > 10 Hz): v < 0,5 μm/s

– Vibratsioon v mõõdetud väärtus (sagedusala > 10 Hz): v < 0,1 μm/s

– Heli p sihtväärtus: p < 55 dBC Helimõõt p: p < 22 dBC

Väljundomadused

IBM Binnig ja Rohrer Nanotehnoloogia Keskus Zürichis tegeleb nanoteaduste arendamisega. Siin uuritakse väiksemaid nanomeetriliste ulatuste struktuure, et luua uusi materjale infotehnoloogia ja pooljuhttehnoloogia jaoks. On selge, et nendele teaduslaboritele kehtivad erakordselt kõrged nõuded. Kuus müravaba laborit IBM nanotehnoloogiakeskuses asuvad kaheksa meetrit maa all. Sellistes tingimustes on võimalikud kõige tundlikumad ja keerukamad nanokaala teaduskatsed. Varem tuli arvesse võtta ja võimalusel kõrvaldada kõik nanotehnoloogiale olulised häired, nimelt vibratsioonid, elektromagnetväljad, temperatuur, niiskus ja müra. Need eesmärgid nõudsid uut laborikontseptsiooni. Juba planeerimisfaasis olime IBM Research Noise-free Lab meeskonna osa. Meie kompetentne tehniline nõustamine oli projektis võtmetähtsusega. Pärast edukaid teste töötasime välja maa-aluste laborite lahenduse: maapinnavibratsioonide isolatsiooni ja heliisolatsiooni.

Probleem nr 1 – maapinna vibratsioon

Projekti algfaasis hinnati erinevaid kõrgelt tundlikke eksperimente, võttes arvesse kõrgeimate nõuetega mõõte- ja tootmisseadmeid. Need väga tundlikud seadmed, näiteks elektronkiire salvestusseadmed, transmissioon-elektronmikroskoobid ja spin-polarisatsiooniga tunnelmikroskoobid, tuli nüüd paigaldada vibratsioonivabalt.

Lahendus nr 1

Bilz AIS™ aktiivse isolatsioonisüsteemiga vibratsiooniisolatsiooni CAD-joonis Binnig ja Rohrer Nanotehnoloogia Keskuse jaoks IBM-is ja ETH ZürichisBetoonalused, mis on paigaldatud aktiivse vibratsioonisummutussüsteemiga pneumaatilistele padjanditele.

Igas laboris paigaldati võimalikult suure massiga õhubetoonist alus. Laagripadi loomulik resonants jääb vahemikku 1,2–2,4 Hz. Isolaatorid on aktiivselt juhitud õhupatjade abil. Katseaparaadid asuvad 34–80-tonnistel alustel; kasutaja liigub samal ajal vibratsioonivabalt eraldatud põrandal. Siin kasutati Bilzi uut toodet: AIS™ Active Isolation System High Performance, meie aktiivset elektroonilis-pneumaatilist vibratsiooniisolatsiooni, mis vastab kõrgeimatele nõuetele isolatsiooniefekti, sumbumisaja ja tasemepüsivuse osas.

Probleem nr 2 – helilained

Nanomeetri ulatuses väiksemaid struktuure, näiteks üksikuid molekule või aatomeid, uuritakse müravabades laborites. Isegi puhta ruumi tingimused oleksid selle töö jaoks endiselt liiga “mürarikkad”.

Lahendus nr 2

Bilzi vibratsiooniisolatsiooniga mürakaitse ristlõike illustratsioon Binnig ja Rohrer Nanotehnoloogia Keskuse jaoks IBM-is ja ETH Zürichis

Heliisolatsioon ja optimeeritud ruumi akustika: Bilzi akustilised elemendid karbonaadist vahust tagavad optimaalse ruumi akustika ja õhumüra isolatsiooni. Meie akustilise energia neeldumisvõimalused eristuvad maksimaalse heli summutamise või heliisolatsiooniga ning vähendavad akustilise rõhu taset ja vastavat järelkaja aega miinimumini. Tulemuseks on erakordselt vaikne keskkond, kus häired on drastiliselt vähenenud.

Ten post dostępny jest także w języku: Polski (Polish) Lietuvių (Lithuanian) Latviešu (Latvian) Русский (Russian) Українська (Ukrainian) Belarussian