Základní součást inerciálního vedení:Gyroskop z optických vláken

Úvod do gyroskopů z optických vláken

Inerciální navigační systémy se silně spoléhají na přesnost a přesnost jejich základních komponent. Jednou z takových složek, která výrazně zvýšila schopnosti těchto systémů, je gyroskop z optických vláken (mlha). Mlha je kritický senzor, který hraje klíčovou roli při měření úhlové rychlosti nosiče s pozoruhodnou přesností.

Provoz gyroskopu z optických vláken

Mlhy pracují na principu efektu Sagnac, který zahrnuje rozdělení laserového paprsku do dvou samostatných cest, což mu umožňuje cestovat v opačných směrech podél smyčky optické vlákna. Když se nosič, zabudovaný mlhou, otáčí, rozdíl v době cestování mezi dvěma paprsky je úměrný úhlové rychlosti rotace nosiče. Toto časové zpoždění, známé jako fázový posun SAGNAC, se pak přesně měří, což umožňuje, aby mlha poskytla přesná data týkající se rotace nosiče.

Princip gyroskopu optického vlákna zahrnuje emitování paprsku světla z fotodetektoru. Tento světelný paprsek prochází vazebníkem, vstupuje z jednoho konce a vystupuje z druhého. Poté prochází optickou smyčkou. Dva paprsky světla, pocházející z různých směrů, vstupují do smyčky a po kroužení kolem doplňují koherentní superpozici. Vracející se světlo znovu vstupuje do diody emitující světla (LED), která se používá k detekci jeho intenzity. Zatímco princip gyroskopu optického vlákna se může zdát přímý, nejvýznamnější výzvou spočívá v eliminaci faktorů, které ovlivňují délku optické cesty dvou světelných paprsků. Toto je jeden z nejkritičtějších problémů, kterým čelí při vývoji gyroskopů z optických vláken.

1 ： Superluminiscenční dioda           2 ： Dioda fotodetektoru

3. Světloví zdrojový spojku           4.vláknitý kroužek            5.OPTICKÝ Vláknitý prsten

Výhody gyroskopů z optických vláken

Mlhy nabízejí několik výhod, které jsou neocenitelné v inerciálních navigačních systémech. Jsou známí svou výjimečnou přesností, spolehlivostí a trvanlivost. Na rozdíl od mechanických gyrosů nemají mlhy žádné pohyblivé části, což snižuje riziko opotřebení. Kromě toho jsou odolné vůči šokům a vibracím, což z nich činí ideální pro náročné prostředí, jako jsou letecké a obranné aplikace.

Integrace gyroskopů z optických vláken do inerciální navigace

Inerciální navigační systémy stále více zahrnují mlhy kvůli jejich vysoké přesnosti a spolehlivosti. Tyto gyroskopy poskytují klíčová měření úhlové rychlosti potřebné pro přesné stanovení orientace a polohy. Integrací mlhy do stávajících inerciálních navigačních systémů mohou operátoři těžit ze zlepšené přesnosti navigace, zejména v situacích, kdy je nutná extrémní přesnost.

Aplikace gyroskopů z optických vláken v setrvačné navigaci

Zahrnutí mlhy rozšířilo aplikace inerciálních navigačních systémů napříč různými doménami. V Aerospace and Aviation nabízejí systémy vybavené FOG přesná navigační řešení pro letadla, drony a kosmickou loď. Rovněž se také rozsáhle používají v námořní navigaci, geologických průzkumech a pokročilé robotice, což umožňuje těmto systémům fungovat se zvýšeným výkonem a spolehlivostí.

Různé strukturální varianty gyroskopů z optických vláken

Gyroskopy z optických vláken přicházejí v různých strukturálních konfiguracích, přičemž převládající v současné době vstupuje do říše inženýrstvíGyroskop s optickým vláknem zavřený. Jádrem tohoto gyroskopu jePolarizační smyčka vlákna, zahrnující vlákna udržující polarizaci a přesně navržený rámec. Konstrukce této smyčky zahrnuje čtyřnásobnou metodu symetrického vinutí, doplněnou jedinečným těsnicím gelem za vzniku cívky smyčky vlákniny s pevným státem.