Khảo sát rung động của bàn giảm chấn 2 cấp sử dụng trong đo phổ bức xạ hồng ngoại bằng giao thoa Michelson

Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> KHẢO SÁT RUNG ĐỘNG CỦA BÀN GIẢM CHẤN 2 CẤP<br /> SỬ DỤNG TRONG ĐO PHỔ BỨC XẠ HỒNG NGOẠI<br /> BẰNG GIAO THOA MICHELSON<br /> Doãn Giang1, 2*, Nguyễn Văn Vinh1, Nguyễn Quang Hoàng1,<br /> Đào Mạnh Hùng3, Nguyễn Thị Phương Mai1<br /> Tóm tắt: Trong các thiết bị đo quang học, việc ổn định hệ thống tránh các tác<br /> động bên ngoài rất quan trọng, bởi vì chính các tác động này gây ra các tín hiệu<br /> nhiễu khi đo. Một trong những nhiễu đo là các dao động cơ học từ bên ngoài. Để<br /> loại bỏ các nhiễu này thường sử dụng hệ thống cách ly bằng cao su, hệ thống đệm<br /> khí và lò xo. Tuy nhiên, để có những thông số tối ưu cần có những yêu cầu cụ thể.<br /> Trong ứng dụng sử dụng giao thoa kế Michelson để đo bức xạ hồng ngoại, giải<br /> pháp sử dụng bàn giảm chấn 2 cấp được đề xuất. Trong đó, bàn có kích thước<br /> 800x680x320mm, cấp I dùng đệm cao su và cấp II dùng lò xo sợi. Hệ thống được<br /> thiết kế và tính thử nghiệm với lực tác dụng hệ tải trọng P=5÷40kg, tần số lực kích<br /> động f=1÷10Hz. Với kết cấu bố trí kiểu hình nêm của hệ thống tạo hiệu quả giảm<br /> chấn từ 85-90% các lực kích động từ bên ngoài ảnh hưởng đến hệ thống giao thoa.<br /> Tín hiệu thu được cho độ sắc nét đến 90%.<br /> Từ khóa: Phân tích phổ hồng ngoại FT-IR, OP-FTIR, Giao thoa kế Michelson, Cách ly rung động.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Hiện nay, các thiết bị đo và trinh sát sử dụng trong quân sự thường được tích hợp bởi<br /> các công nghệ thiết bị hiện đại, mục đích tăng cường khả năng trinh sát và phạm vi hoạt<br /> động của thiết bị. Một trong những ứng dụng đó là sử dụng máy phân tích FTIR hoạt động<br /> theo nguyên lý thụ động để trinh sát các mục tiêu chất độc quân sự dạng đám mây chất độc<br /> [2] mà đối phương sử dụng. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là sử dụng một giao<br /> thoa kế quang học kiểu Michelson [3], có thể phát hiện các mục tiêu ở khoảng cách xa từ<br /> 1km đến 5km. Một trong những yêu cầu quan trọng của kết quả đo là hệ thống phải được<br /> cách ly tốt bởi các dao động từ bên ngoài, điều này làm tăng khả năng phân tách các nhiễu<br /> không mong muốn có mặt trong tín hiệu thu được, từ đó giúp cho việc xử lý kết quả chính<br /> xác và đưa ra cảnh báo cho các lực lượng tham gia trên chiến trường nhận biết được tình<br /> hình và có những biện pháp phòng chống Hóa học. Trong nội dung nghiên cứu này nhóm<br /> tác giả đề xuất mô hình thử nghiệm hệ thống đo hồng ngoại thụ động, hệ thống cách ly sử<br /> dụng hệ cách ly 2 cấp [4]. Cấp I sử dụng đệm cao su để cách ly rung động từ nền đến<br /> khung máy có hiệu quả cao cho các biên độ nhỏ, cấp II sử dụng lò xo sợi cách ly từ khung<br /> máy đến thiết bị đo [5]. Trong hệ giao thoa có sử dụng kỹ thuật đệm khí nén dịch chuyển<br /> của gương động làm tăng khả năng ổn định của tín hiệu đo.<br /> 2. PHƯƠNG PHÁP ĐO PHỔ BỨC XẠ HỒNG NGOẠI BẰNG GIAO THOA VÀ<br /> ẢNH HƯỞNG CỦA RUNG ĐỘNG<br /> Xuất phát từ yêu cầu của hệ thống là đo các bức xạ hồng ngoại thụ động, sơ đồ hệ<br /> thống đo được thiết kế như hình 1.<br /> Trong sơ đồ hệ thống, nguồn bức xạ hồng ngoại là nguồn bức xạ điện từ nằm ngoài<br /> vùng ánh sáng nhìn thấy, có bước sóng =0,76 ÷ 1000 m. Ứng dụng này để trinh sát và<br /> dò tìm bức xạ của các chất hóa học, khi bị kích thích chúng phát xạ ra các photon mang<br /> năng lượng ở dạng các ion tự do và có khả năng phát xạ trong điều kiện môi trường.<br /> Nguyên lý đo này là sử dụng giao thoa kế Michelson kết hợp với nguồn sáng tham chiếu<br /> laser có bước sóng 632,8nm.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 51, 10 - 2017 141<br />  Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Sơ đồ hệ thống đo phổ hồng ngoại thụ động.<br /> Hệ thống hoạt động nhờ sự dịch chuyển của gương M1 trong hệ giao thoa. Quá trình<br /> quét dò tìm các bức xạ tương ứng với việc cho gương động dịch chuyển hiệu quang lộ là<br /> d=/2. Để thực hiện kiểm soát được các dịch chuyển này là rất nhỏ và có độ nhạy cao,<br /> chính vì vậy khi hoạt động yêu cầu của hệ thống phải được cách ly rất tốt tránh các rung<br /> động ảnh hưởng đến hệ thống gây ra các sai số khi đo.<br /> Trên sơ đồ hình 1, chùm hồng<br /> ngoại đi vào hệ thống và giao thoa tại<br /> I(i)<br /> BS3 sau giao thoa hội tụ tại tiêu điểm<br /> của gương Parabol GP. Tại đây đặt<br /> cảm biến hồng ngoại MCT, tín hiệu<br /> I(x) PD-2<br /> này được cho qua một bộ khuyếch đại<br /> PD-3<br /> LOCK-IN với một tần số tham chiếu<br /> và được điều biến đồng bộ cùng tần số<br /> dịch chuyển của gương động. Tín hiệu<br /> laser từ PD-2 và PD-3 là tín hiệu để X(n)<br /> lấy mẫu và xử lý tín hiệu như hình 2.<br /> Tín hiệu PD-1 dùng để căn chỉnh hệ t<br /> giao thoa trước khi đo. T1 T2<br /> Hình 2. Sơ đồ mã hóa và lấy mẫu tín hiệu.<br /> Trong hình 2, I(i) là tín hiệu giao thoa của chùm hồng ngoại mang bởi nhiều các bước<br /> sóng khác nhau, biểu diễn bởi công thức sau:<br /> <br /> I( l )   I(  )cos( 2 l )d (1)<br /> 0<br /> <br /> I(x) tín hiệu giao thoa của nguồn laser có cường độ như sau:<br /> I ( x ) I 0 1  cos( 2 vx ) (2)<br /> <br /> Trong sơ đồ hình 1, nguồn laser là nguồn sáng đơn sắc chính vì vậy khi giao thoa với<br /> tần số xác định, tín hiệu giao thoa cho ra một hàm điều hòa, tần số này chính là tần số<br /> Dopler do hệ giao thoa sinh ra. Tuy nhiên, trong hệ thống được thiết kế thành 2 nhánh của<br /> tần số tham chiếu và tạo ra bởi BS4, hai tín hiệu này được cho qua 2 tấm phân cực P1 với<br /> <br /> <br /> 142 D. Giang, …, N. T. P. Mai, “Khảo sát rung động … bằng giao thoa Michelson.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> góc xoay =0o cho ra tín hiệu hàm sin thu bởi PD-2, tấm phân cực P2 với góc xoay =45o<br /> cho ra tín hiệu hàm cos thu bởi tín hiệu PD-2. Như vậy, hai tín hiệu có độ lệch pha là<br /> =/4. Khi kết hợp 2 tín hiệu ta sẽ có tần số lấy mẫu tăng lên 4 lần:<br /> 2VM  4. fgt .laser (3)<br /> <br /> Tương tự, với nguồn hồng ngoại có bước sóng i đi vào hệ giao thoa cũng tuân theo<br /> nguyên lý trên.<br /> <br /> 2VM  fi .i (4)<br /> <br /> Như trên sơ đồ nguyên lý hình 1, hoạt động của hệ này là giao thoa kép của hai nguồn<br /> laser và hồng ngoại có chung gương động và dịch chuyển với vận tốc VM nên từ công thức<br /> (3) và (4) công thức đo bước sóng hồng ngoại được xác định như sau:<br /> 4. f gt * laser<br /> i  (5)<br /> fi<br /> Trong đó: f gt là tần số đo được bởi tín hiệu giao thoa laser I(x), tần số này thay đổi<br /> theo vận tốc dịch chuyển của gương động VM, tần số f i là tần số thay đổi của các i , sau<br /> khi biến đổi FT của hàm rời rạc X(n) của tín hiệu I(i) , tần số f i theo công thức Fourier cho<br /> hàm rời rạc như sau:<br /> 2  ikn<br /> N 1 <br /> <br /> x ( k )   X ( n)e N (6)<br /> k 0<br /> <br /> Với nguồn hồng ngoại là tổng hợp của các dao động nên quá trình thay đổi quang lộ<br /> (Optical Path Difference- OPD) cho ta một biểu đồ giao thoa (interferogram), cứ như vậy<br /> nếu ta đặt một khoảng thời gian lấy mẫu T1 đến T2 (Hình 2) ta sẽ thu được một phổ đồ<br /> giao thoa. Kết hợp hai tín hiệu laser và tín hiệu hồng ngoại được lấy mẫu và đưa đến chân<br /> input của bộ thu nhận dữ liệu (Data Acquisistion – DAQ) đưa vào máy tính. Phổ hồng<br /> ngoại của nguồn vào I(i) được tính bởi công thức (5) sau khi biến đổi FT theo công thức (6)<br /> cho các giá trị tần số f i . Trên thực tế nguồn hồng ngoại thường là nguồn dải rộng nên khi<br /> kết quả tính sau cùng sẽ là một miền giá trị các bước sóng i .<br /> <br /> 3. KHẢO SÁT RUNG ĐỘNG BÀN GIẢM CHẤN CÁCH LY 2 CẤP<br /> Trên thực, tế nếu một hệ không được cách ly hoặc lọc nhiễu tốt, các tần số nhiễu sẽ<br /> xuất hiện trong tín hiệu đo. Chính vì vậy, việc loại bỏ các rung động gây nhiễu này có ý<br /> nghĩa quan trọng. Ngoài các yếu tố về rung động hệ thống còn có ảnh hưởng rất nhiều bởi<br /> các yếu tố như nhiễu của môi trường, tiếng ồn, và nhiệt độ... Trên cơ sở đó, việc xử lý để<br /> phân tách được tín hiệu đo là rất khó khăn. Thông thường đối với các hệ hoạt động này<br /> được đánh giá bởi tỷ số nhiễu trên tín hiệu (Signal to Noise Ratio-SNR). Nếu tỷ số này<br /> càng nhỏ cho thấy mức độ ảnh hưởng của nhiễu rất ít. Với hệ thống này, ngoài việc tách<br /> bỏ các nhiễu do môi trường, một loại nhiễu quan trọng đó là các lực kích động từ việc tác<br /> động của rung động [6] xung quanh như ảnh hưởng bởi xe cộ máy móc xung quanh thiết<br /> bị. Chính vì vậy, giải pháp cách ly dao động bằng lò xo sợi được ứng dụng cho hệ thống<br /> này. Hệ thống được phân tách cách ly 2 cấp như hình 3. Như sơ đồ bố trí của hệ giảm chấn<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 51, 10 - 2017 143<br />  Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br /> <br /> đặt tĩnh do đó bỏ qua tác động theo hai phương trong mặt phẳng ngang, chỉ còn lại các lực<br /> tác động theo phương thẳng đứng [7].<br /> <br /> z2<br /> m2<br /> <br /> k2 c2<br /> <br /> z1<br /> m1<br /> <br /> <br /> k1 c1<br /> z0<br /> a. Sơ đồ nguyên lý cách ly rung động b. Sơ đồ thiết kế bàn giảm chấn<br /> Hình 3. Bàn cách ly rung động 2 cấp.<br /> Mô hình khảo sát ảnh hưởng rung động của nền đến thiết bị đặt trên bàn là một hệ hai<br /> bậc tự do dao động theo phương thẳng đứng z. Áp dụng phương trình Lagrange loại 2 [1]<br /> ta nhận được phương trình vi phân dao động ở dạng ma trận như sau:<br />  <br /> Mq+Cq+Kq  f (t ) , (7)<br /> trong đó, véc tơ tọa độ suy rộng q  [z 1, z 2 ]T , các ma trận khối lượng, ma trận cản, ma<br /> trận độ cứng và véc tơ kích động như sau:<br /> m1 0  c1  c2 c2  k1  k2 k2  k1z 0  c1z0 <br /> M ,C   ,K    , f (t )   .<br />  0 m2   c2 c2 <br />   k2 k2 <br />   0 <br /> Giả sử rằng nền rung động theo luật z 0  zˆ0 sin t , khi đó hàm kích động sẽ có dạng<br /> như sau<br /> k1zˆ0 sin t  c1zˆ0  cos t <br /> f (t )    : ˆf1 sin t  ˆf2 cos t (8)<br />  0 <br /> với ˆf1  [k1zˆ0 , 0]T , ˆf2  [c1zˆ0 , 0]T .<br /> Bằng phương pháp trực tiếp, nghiệm cưỡng bức của hệ với kích động tìm được dạng sau<br /> q  (u sin t  v cos t ) (9)<br /> Thay (9) vào (7) và chú ý đến (8) ta nhận được phương trình<br />  K  2 M C  u  ˆf1 <br />       (10)<br /> C K  2 M   v  ˆf2 <br />     <br /> Giải hệ phương trình trên cho ta các véc tơ biên độ dao động cưỡng bức:<br /> 1<br />  u   K  2 M C  ˆf1 <br />   ˆ  (11)<br /> v C K  2 M f2 <br />    <br /> Từ đây, ta tính được biên độ dao động của các khối lượng m1 và m2:<br /> <br /> <br /> 144 D. Giang, …, N. T. P. Mai, “Khảo sát rung động … bằng giao thoa Michelson.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> zˆ1  u12  v12 , zˆ2  u22  v22 (12)<br /> Các hàm truyền được xác định như sau:<br /> zˆ u12  v12 zˆ u22  v22<br /> T1  1   T1 (), T2  2   T2 () . (13)<br /> zˆ0 zˆ0 zˆ0 zˆ0<br /> Trên cơ sở các tính toán, hệ thống tiến hành thử nghiệm với các thông số như sau:<br /> Bảng 1. Các thông số thử nghiệm.<br /> Tên gọi Ký hiệu Giá trị Đơn vị<br /> Tổng tải trọng m 25 kg<br /> Tải trọng thân dưới m1 10 kg<br /> Tải trọng thân trên m2 15 kg<br /> Tần số máy đập  10 Hz<br /> Hệ số giảm chấn của lò so,  lx  0,12 c2 4.1151 Ns/m<br /> Hệ số giảm chấn của cao su,  cs  0, 05 c1 2.3601 Ns/m<br /> Độ cứng của đệm cao su k1 55.7 N/m<br /> Độ cứng của lò xo sợi k2 19.6 N/m<br /> Từ các số liệu trong bảng 1, sử dụng phần mềm Matlab và tính toán [7] ta tính được các<br /> tần số dao động riêng của hệ như sau:<br /> 1  0.9593 (f1  0.1527 Hz), 2  2.7773 ( f2  0.4420 Hz)<br /> Ta thấy rằng tần số dao động riêng của hệ là rất nhỏ. Đồ thị các hàm truyền trong dải<br /> tần số từ 0 đến 10 Hz được đưa ra trên các hình 4 và hình 5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a. Hàm truyền T1 trong dải 0÷10 Hz. b. Hàm truyền T1 trong dải 0÷2 Hz.<br /> Hình 4. Đồ thị hàm truyền T1 phụ thuộc tần số kích động.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a. Hàm truyền T2 trong dải 0÷10 Hz. b. Hàm truyền T2 trong dải 0÷2 Hz.<br /> Hình 5. Đồ thị hàm truyền T2 phụ thuộc tần số kích động.<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 51, 10 - 2017 145<br />  Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br /> <br /> Từ đồ thị ta thấy rằng giá trị của hàm truyền tại các tần số kích động ở lân cận tần số<br /> dao động riêng của hệ là lớn. Với tần số kích động lớn hơn 1 Hz giá trị cả hai hàm truyền<br /> giảm nhanh và ở lân cận 0. Điều này có nghĩa rằng ảnh hưởng của các nhiễu do rung động<br /> của nền ở tần số lớn hơn 1 Hz lên bàn gá đặt thiết bị là không đáng kể.<br /> Để khảo sát ảnh hưởng của khối lượng m2 đến các hàm truyền, ta vẽ đồ thị của chúng<br /> phụ thuộc vào khối lượng m2 tại các tần số kích động f = 2.5 Hz và 5.0 Hz (hình 6).<br /> 10 -3<br /> <br /> 2<br /> <br /> <br /> 1<br /> <br /> <br /> 0<br /> <br /> <br /> -1<br /> 0 10 20 30 40<br /> f = 2.5 Hz, m 2 [kg]<br /> <br /> a. Ảnh hưởng của khối lượng m2 đến các hàm b. Ảnh hưởng của khối lượng m2 đến các<br /> truyền T1 với tần số 2.5 Hz. hàm truyền T2 với tần số 2.5 Hz.<br /> T1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> c. Ảnh hưởng của khối lượng m2 đến các hàm d. Ảnh hưởng của khối lượng m2 đến các<br /> truyền T1 với tần số 5 Hz hàm truyền T2 với tần số 5 Hz<br /> Hình 6. Ảnh hưởng của khối lượng m2 đến các hàm truyền.<br /> Từ các hình 6 nhận thấy hàm truyền T1 và T2 phụ thuộc vẫn giữ các giá trị nhỏ khi khối<br /> lượng m2 thay đổi từ 5 đến 40 kg. Như vậy, với các thông số thiết kế bàn rung đảm bảo<br /> cách ly rung động của nền ở các tần số kích động lớn hơn 1 Hz và đảm bảo cách ly với các<br /> khối lượng khác nhau của thiết bị.<br /> Với kết quả tính toán khảo sát ở trên, hệ thống được kiểm tra tại phòng Rung- Âm Viện<br /> đo lường Việt Nam, sơ đồ như trên hình 8. Dùng máy tạo lực kích động với tần số khoảng<br /> 1÷10 Hz, tác động xuống sàn tạo dao động đến hệ thống, một sensor S lấy giá trị tại nền,<br /> sensor S1 lấy giá trị tại khung dưới, sensor S2 lấy giá trị khung trên. Trước khi thử, sensor<br /> được kiểm tra với bộ chuẩn G=9.89 m/s2 để đảm bảo độ chính xác. Do kết cấu của hệ<br /> thống bố trí hình nêm nên tại các điểm lấy mẫu chỉ xét gia tốc theo trục z.<br /> Trong hình 7: 1- Nền, 2- Máy tạo lực kích động, 3-Chân cao su, 4-Khung dưới, 5-<br /> Sensor số 1, 6- Khung trên, 7-Sensor số 2, 8- Bộ giảm chấn lo xo sợi, 9- Máy đo dao động.<br /> Kết quả khảo sát thực tế với tải trọng kiểm tra P =5÷40 kg. Ban đầu khi đặt tải trọng<br /> P=5 kg, lực tác dụng trên hệ chưa đạt đến giới hạn làm việc của lò xo sợi và đệm cao su<br /> [8], hệ số giảm chấn thấp. Tiếp tục gia tải tăng dần đến 25 kg, tại đây hệ số giảm chấn đo<br /> được đạt 90%. Nếu tiếp tục tăng tải trọng đến 40 kg, trên hình vẽ ta thấy đồ thị có chiều đi<br /> <br /> <br /> 146 D. Giang, …, N. T. P. Mai, “Khảo sát rung động … bằng giao thoa Michelson.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> xuống. Như vậy, tải trọng đã tăng và vượt qua giới hạn làm việc của hệ này. Tải trọng đạt<br /> hệ số gảm chấn tốt nhất là P=25 kg.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Mô hình thử nghiệm bàn giảm chấn. Hình 8. Đồ thị quan hệ tải trọng<br /> và hệ số giảm chấn.<br /> Với các thông số trong bảng 1, hệ thống được tính toán và thử nghiệm cho thấy các tính<br /> toán và khảo sát hoàn toàn phù hợp nhau.<br /> Để kiểm tra hoạt động của hệ giao thoa khi đặt trên bàn giảm chấn, sơ đồ bố trí như sau:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a- Bố trí hệ giao thoa trên bàn b- Sơ đồ lắp đặt hệ giao thoa<br /> giảm chấn trên bàn giảm chấn<br /> Hình 9. Kiểm tra hoạt động của hệ giao thoa trên bàn giảm chấn.<br /> Trên đồ thị thu tín hiệu giao thoa của hệ thống, các tín hiệu vào được khuếch đại và<br /> truyền vào máy tính theo sơ đồ nguyên lý trên hình 1. Số liệu được mã hóa và lấy mẫu<br /> theo biểu đồ tín hiệu trên hình 2. Áp dụng công thức (6) biến đổi Fourier cho hàm tín hiệu<br /> rời rạc, kết quả như trên hình 10.<br /> Kết quả thu nhận và xử lý bằng máy tính cho thấy như sau:<br /> Khi chưa có bàn giảm chấn, hệ thống giao thoa hoạt động và lấy mẫu, kết quả xử lý ta<br /> nhận thấy xung quanh tần số đo được f=2.68 Hz còn xuất hiện các tần số khác, các tần số<br /> này chính là các tác động xung quanh gây ra. Nếu không được loại bỏ, khi trích xuất lấy<br /> các tần số này sẽ lẫn trong tín hiệu đo như trên hình 10-a.<br /> Sau khi có bàn giảm chấn, thu nhận tín hiệu giao thoa và xử lý, kết quả cho thấy hiệu<br /> quả giảm đi rõ dệt, các tín hiệu xung quanh điểm lân cận đã được loại bỏ khỏi tín hiệu đo<br /> chỉ còn lại tần số f=2.517 Hz.<br /> Tuy nhiên, do có các dao động riêng trong tín hiệu thu được chính vì vậy tần số của tín<br /> hiệu cũng bị ảnh hưởng. Hiệu quả của bàn giảm chấn mục đích loại bỏ các tín hiệu nhiễu<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 51, 10 - 2017 147<br />  Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br /> <br /> gây ra do rung động. Đối với hệ thống này kết quả đo thể hiện các giá trị định tính, do đó<br /> độ sai lệch của tần số này nằm trong giới hạn cho phép.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a. Tín hiệu khi chưa có bàn giảm chấn. b. Tín hiệu khi có bàn giảm chấn.<br /> Hình 10. Đồ thị tín hiệu đo giao thoa.<br /> Chất lượng của tín hiệu được xác định trên cơ sở đánh giá độ tương phản của vân giao<br /> thoa laser. Độ tương phản của vân được đánh giá theo [9].<br /> I max  I min<br /> V (14)<br /> I max  I min<br /> Trong công thức trên, Imax , Imin lần lượt là cường độ lớn nhất và nhỏ nhất của vân giao<br /> thoa thu bằng cảm biến, được tính đơn vị (%). Trên hình 10-b, cường độ tín hiệu cực đại<br /> Imax = 2,517 (V) và Imin=0,15 (V) và độ nét của tín hiệu V=90%. Nếu độ nét càng cao<br /> chứng tỏ rằng trong tín hiệu thu nhận không có xuất hiện của nhiễu, và đảm bảo độ tin cậy<br /> của tín hiệu thu được.<br /> 4. KẾT LUẬN<br /> Trong nội dung nghiên cứu này, nhóm tác giả đã phần lớn nghiên cứu về phương pháp<br /> đo phổ bức xạ hồng ngoại theo nguyên lý thụ động, trình bày các nguyên lý đo, phương<br /> pháp lấy mẫu tín hiệu và đưa ra các thông số ảnh hưởng bởi các rung động đến hệ thống.<br /> Từ những yêu cầu cụ thể, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công hệ thống giảm chấn<br /> 2 cấp và khảo sát hoạt động của hệ thống, các thông số tính toán và khảo sát cho thấy hệ<br /> số giảm chấn đạt hiệu quả cao. Với hệ thống trên có thể giảm chấn các rung động khoảng<br /> tần số f= 1÷10Hz. Hệ số giảm chấn cho hệ được lựa chọn tốt nhất ở tải trọng P=25kg với<br /> hệ số giảm đến 90% như đã tính toán.<br /> Nếu tải trọng càng nhỏ thì hệ số truyền qua càng giảm, tuy nhiên nếu tải trọng lớn hơn<br /> tải trọng cho phép thì hệ số giảm chấn cũng giảm xuống.<br /> Hiện nay, các ứng dụng này đang được sử dụng nhiều trong quân sự, đặc biệt cho các<br /> hệ thống phức tạp như hệ thống phân tích nhận dạng các chất độc hóa học, trinh sát và<br /> cảnh báo các tác nhân sinh học, phóng xạ hoặc các thiết bị phân tích môi trường.<br /> Với các kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho các hệ thống máy đo và thiết bị<br /> quân sự có sử dụng hệ thống quang học.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Nguyễn Văn Khang, Dao động kỹ thuật. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội<br /> 2004.<br /> [2]. Roland Harig, Peter Ruscha, Chris Dyerb, Anita Jonesb, Richard Moseleyb, and<br /> Benjamin Truscottb, Remote Measurement of Highly Toxic Vapours by Scanning<br /> Imaging Fourier-Transform Spectrometry. Chemical and Biological Standoff Detection<br /> III. Edited by Jensen, Proceedings of the SPIE, Volume 5995, pp. 316-327 (2005)<br /> [3]. Tuomas valikyla, Michelson interferometer with porch swing bearing for portable ftir<br /> spectrometer, Turun yliopiston julkaisuja – annales universitatis turkuensis sarja - ser. ai<br /> OSA - tom. 487, Astronomica - chemica - physica – Mathematica, Turku (2014).<br /> <br /> <br /> 148 D. Giang, …, N. T. P. Mai, “Khảo sát rung động … bằng giao thoa Michelson.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> [4]. Uchenna .h. diala, gloria .n. ezeh, Nonlinear damping for vibration isolation and control<br /> using semi active methods, ISSN-l: 2223-9553, ISSN-l : 2223-9944, vol. 3, no. 3,<br /> november 2012.<br /> [5]. P.S.Balaji, M.E.Rahaman, Leboula Moussa, Lau Hieng Ho, Vibration isolation of<br /> structures and equipment using Wire rope, International Journal of Modern Trends in<br /> Engineering and Research ISSN No.:2349-9745, Date: 2-4 July, 2015.<br /> [6]. Michael A. Talleya and Shahram Sarkanib, A new simulation method providing shock<br /> mount selection assurance, Shock and Vibration 10 (2003) 231–267 231, IOS Press.<br /> [7]. Mr. Rajendra Kerumali1, Prof. Dr. S. H. Sawant2, Theoretical and Numerical Analysis of<br /> Vibration Isolator Subjected to Harmonic Excitation, International Journal of Research in<br /> Advent Technology, Vol.2, No.7, July 2014, E-ISSN: 2321-9637.<br /> [8]. L. Kari, P. Eriksson and B. Stenberg, Stockholm (Sweden), Dynamic Stiffness of<br /> Natural, Rubber Cylinders in the Audible, Frequency Range Using Wave Guides,<br /> KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 54. Jahrgang, Nr. 3/2001.<br /> [9]. Réfrégier P., and Antoine R., "Visibility interference fringes optimization on a single<br /> beam in the case of partially polarized and partially coherent light." Optics letters,<br /> Vol. 32, (2007), pp. 366-1368.<br /> ABSTRACT<br /> VIBRATION SURVEYING OF 2-LEVEL ISOLATION SHELF APPLIED IN<br /> MEASURING INFRARED RADIATION SPECTROMETER<br /> BY MICHELSON INTERFEROMETER<br /> In optical instruments, stabilizing systems which prevent external inteferrences,<br /> plays a very important role because those inferences are the major cause of noises in<br /> measured signals. One type of the noises is caused by unexpected external vibrations.<br /> To eliminate that noise, some typical solutions are isolation systems using rubber<br /> shock absorber tables, compressed air systems, or springs, etc. However, the best<br /> solution is dependent on the specific problem. In optical measurement systems using<br /> Michelson interferometter for measuring infrared radiation, a 2-order damping<br /> isolation system is presented. The isolation system consists of a table with the<br /> dimension of 800x680x320mm, a rubber cushion for the first damping order, and wire<br /> robe isolution for the second damping order. The system is designed and tested with<br /> the load P from 5 to 40 kg and the active force frequency f from 1 to 10Hz. The wedge<br /> shaped structure between the inteferometer and the isolation system is capable of<br /> eliminating 85-90% of external inteferences’ effect on the inteferometer system. The<br /> visibility of the obtained signal is up to 90%.<br /> Keywords: FT-IR spectrometer, OP-FTIR, Michelson interferomter Vibration isolation.<br /> <br /> Nhận bài ngày 20 tháng 7 năm 2017<br /> Hoàn thiện ngày 18 tháng 8 năm 2017<br /> Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 10 năm 2017<br /> 1<br /> Địa chỉ: Viện Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội;<br /> 2<br /> Viện Hóa học-Môi trường quân sự/Bộ Tư lệnh Hóa học;<br /> 3<br /> Khoa kỹ thuật cơ sở, Học viện PKKQ.<br /> *<br /> Email:giangbak@gmail.com.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 51, 10 - 2017 149<br />