مغناطیس جدید پرکننده لرزش باعث حداکثر خروجی از دستگاه‌های دقیق می‌شود
هر کسی که تلاش کرده است دوربین را برای نوردهی طولانی در شرایط نور کم ثابت نگه دارد، می‌داند که چه اتفاقی می‌افتد: دوربین تکان می‌خورد و تصویری تار ایجاد می‌شود.
همین مشکل می‌تواند در تصاویر تلسکوپ یا سایر تجهیزات تصویربرداری بلندمدت نیز رخ دهد. حتی لرزش‌های جزئی زمین می‌توانند نتیجۀ سیستم‌های نوری حساس را مختل کنند.
برای رفع این مشکل، دانشمندان دانشگاه فناوری وین (VUT) نوع جدیدی از فناوری پرکنندگی لرزش با استفاده از مغناطیس‌های الکترو-دائمی توسعه داده‌اند.
مانند مغناطیس‌های دائمی عادی، این مغناطیس‌ها به طور دائمی مغناطیسی خود را حفظ می‌کنند بدون نیاز به منبع تغذیه. آنها همچنین دارای یک سیم‌پیچ هستند که باعث می‌شود به کمک یک پالس الکتریکی، مغناطیسی آنها بسیار سریع تغییر کند.
این امکان را فراهم می‌کند که لرزش‌ها در آینه‌های تلسکوپ‌های بزرگ فعالانه سرکوب شوند و کارایی آنها به شکل چشمگیری افزایش یابد.
فناوری مورد استفاده
سیستم پرکننده لرزش VUT شامل یک پایۀ ثابت و یک پلتفرم معلق در بالای آن است.
این پلتفرم در هوا معلق است و توسط نیروهای مغناطیسی قوی در جای خود نگه داشته می‌شود.
چندین عملگر الکترومغناطیسی می‌توانند موقعیت پلتفرم را با دقت بالا در چند صدم ثانیه تنظیم کنند حتی زمانی که باری به وزن چند کیلوگرم بر روی آن قرار می‌گیرد.
پروفسور ارنست چنچسیک از موسسه فناوری کنترل و خودکار در VUT گفت: «در کاربردهای حساس، مانند موقعیت‌یابی قطعات آینه، موقعیت این پلتفرم باید با دقت چند ده نانومتر ثابت نگه داشته شود.
این فقط ممکن است اگر بتوانید حتی لرزش‌های کوچک زمین، مانند آن‌هایی که زمانی رخ می‌دهند که کسی از بیرون آزمایشگاه عبور می‌کند، یا آن‌هایی که توسط لرزش‌های عادی ساختمان ایجاد می‌شوند، جبران کنید.»
بنابراین، موقعیت پلتفرم باید به‌طور دقیقی اندازه‌گیری شود و هر حرکت بلافاصله مقابله شود.
این امکان را فراهم می‌کند که لرزش‌ها به‌طور بسیار مؤثری سرکوب شوند، بخصوص لرزش‌های کم فرکانس که در چنین کاربردهایی معمولاً مشکل‌ساز هستند.
نیاز به منبع تغذیۀ خارجی نیست
پروفسور گئورگ شیتتر، مدیر VUT، توضیح داد: «الکترومغناطیس‌ها معمولاً برای چنین پرکنی‌های لرزش فعال استفاده می‌شوند.
یک جریان از طریق سیم‌پیچ‌ها در یک میدان مغناطیسی جریان می‌یابد و بسته به اینکه این جریان چقدر قوی باشد، نیروهای مختلفی می‌توانند ایجاد شوند. این کار بسیار سریع و دقیق انجام می‌شود.
اما یک نقص عمده در این فناوری این است که جریان باید به طور پیوسته جریان یابد، در غیر این صورت نیروهای مغناطیسی بلافاصله ناپدید می‌شوند.
از طرف دیگر، یک مغناطیس دائمی می‌تواند خواص مغناطیسی خود را برای هر زمان بدون نیاز به انرژی خارجی حفظ کند – زمانی که یک میدان مغناطیسی بسیار قوی آن را مغناطیسی کرده است.
مغناطیس‌های دائمی روزمره، مانند آن‌هایی که در تابلوهای مغناطیسی یا مغناطیس‌های یخچالی استفاده می‌شوند، نیز به همین شکل ایجاد می‌شوند.
آنها نیاز به یک ماده مناسب، قابل مغناطیس شدن دارند و یک بار به یک میدان مغناطیسی قوی جلوگیری می‌شوند.
کار با مغناطیس‌ها
دانشمندان اکنون مزایای الکترومغناطیس‌ها و مغناطیس‌های دائمی را در پرکنی لرزش با استفاده از مغناطیس الکترو-دائمی ترکیب کرده‌اند.
چنچسیک گفت: «این یک مغناطیس دائمی است که همچنین دارای یک سیم‌پیچ است.
تا زمانی که قدرت مغناطیس دائمی در محدوده صحیح باشد، نیاز به نیرویی ندارد، و پلتفرم معلق در جای خود نگه داشته می‌شود. تنها اقدامات اصلاحی کوچکی توسط عملگرها لازم است تا لرزش‌ها جبران شوند.
اما فرض کنید که قدرت مغناطیس دائمی دیگر مناسب نیست، به عنوان مثال به‌خاطر تغییری در وزن روی پلتفرم معلق یا نیاز به تمایل دادن آن. در این صورت، روش‌های بیشتری باید استفاده شوند.
این شامل ارسال یک پالس جریان قوی و کوتاه از طریق سیم‌پیچ است، که موقتاً یک میدان مغناطیسی بسیار قوی ایجاد می‌کند و بنابراین مغناطیسی مغناطیس دائمی را تغییر می‌دهد.
با انتخاب درست قدرت پالس مغناطیسی، مغناطیس دائمی را می‌توان به یک نقطه عملیاتی جدید تنظیم کرد که در آن بدون نیاز به منبع انرژی ثابت باقی می‌ماند.
شیتتر گفت: «با نمونۀ اولیه ما نشان داده‌ایم که سرکوب لرزش‌ها به‌طور بسیار دقیق و با صرفه‌جویی در مصرف انرژی ممکن است.
