Το βασικό στοιχείο της αδρανειακής καθοδήγησης:Γυροσκόπιο οπτικών ινών

Εισαγωγή στα γυροσκόπια οπτικών ινών

Τα συστήματα αδρανειακής πλοήγησης βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην ακρίβεια και την ακρίβεια των βασικών τους στοιχείων.Ένα τέτοιο εξάρτημα που έχει βελτιώσει σημαντικά τις δυνατότητες αυτών των συστημάτων είναι το γυροσκόπιο οπτικών ινών (FOG).Το FOG είναι ένας κρίσιμος αισθητήρας που παίζει καθοριστικό ρόλο στη μέτρηση της γωνιακής ταχύτητας του φορέα με αξιοσημείωτη ακρίβεια.

Λειτουργία γυροσκόπιου οπτικών ινών

Οι ομίχλες λειτουργούν με βάση την αρχή του φαινομένου Sagnac, η οποία περιλαμβάνει τη διάσπαση μιας δέσμης λέιζερ σε δύο ξεχωριστές διαδρομές, επιτρέποντάς της να ταξιδεύει σε αντίθετες κατευθύνσεις κατά μήκος ενός τυλιγμένου βρόχου οπτικών ινών.Όταν ο φορέας, ενσωματωμένος στο FOG, περιστρέφεται, η διαφορά στο χρόνο διαδρομής μεταξύ των δύο δοκών είναι ανάλογη της γωνιακής ταχύτητας περιστροφής του φορέα.Αυτή η χρονική καθυστέρηση, γνωστή ως μετατόπιση φάσης Sagnac, στη συνέχεια μετράται με ακρίβεια, επιτρέποντας στο FOG να παρέχει ακριβή δεδομένα σχετικά με την περιστροφή του φορέα.

Η αρχή ενός γυροσκόπιου οπτικών ινών περιλαμβάνει την εκπομπή μιας δέσμης φωτός από έναν φωτοανιχνευτή.Αυτή η φωτεινή δέσμη διέρχεται από έναν ζεύκτη, εισέρχεται από το ένα άκρο και βγαίνει από ένα άλλο.Στη συνέχεια ταξιδεύει μέσω ενός οπτικού βρόχου.Δύο δέσμες φωτός, που προέρχονται από διαφορετικές κατευθύνσεις, εισέρχονται στον βρόχο και ολοκληρώνουν μια συνεκτική υπέρθεση αφού κάνουν κύκλους.Το φως που επιστρέφει εισέρχεται ξανά σε μια δίοδο εκπομπής φωτός (LED), η οποία χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της έντασής του.Ενώ η αρχή ενός γυροσκόπιου οπτικών ινών μπορεί να φαίνεται απλή, η πιο σημαντική πρόκληση έγκειται στην εξάλειψη των παραγόντων που επηρεάζουν το μήκος της οπτικής διαδρομής των δύο δεσμών φωτός.Αυτό είναι ένα από τα πιο κρίσιμα ζητήματα που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη γυροσκόπιων οπτικών ινών.

1: δίοδος υπερφωταύγειας           2: δίοδος φωτοανιχνευτή

3.ζεύκτης πηγής φωτός           4.συνδετήρας δακτυλίου ινών            5.δακτύλιος οπτικής ίνας

Πλεονεκτήματα των γυροσκόπιων οπτικών ινών

Οι ομίχλες προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα που τις καθιστούν ανεκτίμητες στα αδρανειακά συστήματα πλοήγησης.Είναι γνωστά για την εξαιρετική τους ακρίβεια, αξιοπιστία και ανθεκτικότητα.Σε αντίθεση με τα μηχανικά γυροσκόπια, τα FOG δεν έχουν κινούμενα μέρη, μειώνοντας τον κίνδυνο φθοράς.Επιπλέον, είναι ανθεκτικά σε κραδασμούς και κραδασμούς, καθιστώντας τα ιδανικά για απαιτητικά περιβάλλοντα όπως η αεροδιαστημική και οι αμυντικές εφαρμογές.

Ενσωμάτωση Γυροσκοπίων Οπτικών Ινών στην Αδρανειακή Πλοήγηση

Τα συστήματα αδρανειακής πλοήγησης ενσωματώνουν ολοένα και περισσότερο FOG λόγω της υψηλής ακρίβειας και αξιοπιστίας τους.Αυτά τα γυροσκόπια παρέχουν τις κρίσιμες μετρήσεις γωνιακής ταχύτητας που απαιτούνται για τον ακριβή προσδιορισμό του προσανατολισμού και της θέσης.Με την ενσωμάτωση των FOG στα υπάρχοντα συστήματα αδρανειακής πλοήγησης, οι χειριστές μπορούν να επωφεληθούν από τη βελτιωμένη ακρίβεια πλοήγησης, ειδικά σε καταστάσεις όπου απαιτείται εξαιρετική ακρίβεια.

Εφαρμογές Γυροσκοπίων Οπτικών Ινών στην Αδρανειακή Πλοήγηση

Η συμπερίληψη των FOG έχει επεκτείνει τις εφαρμογές των συστημάτων αδρανειακής πλοήγησης σε διάφορους τομείς.Στην αεροδιαστημική και την αεροπορία, τα συστήματα εξοπλισμένα με FOG προσφέρουν ακριβείς λύσεις πλοήγησης για αεροσκάφη, drones και διαστημόπλοια.Χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στη θαλάσσια ναυσιπλοΐα, τις γεωλογικές έρευνες και την προηγμένη ρομποτική, επιτρέποντας σε αυτά τα συστήματα να λειτουργούν με βελτιωμένη απόδοση και αξιοπιστία.

Διαφορετικές δομικές παραλλαγές γυροσκόπιων οπτικών ινών

Τα γυροσκόπια οπτικών ινών διατίθενται σε διάφορες δομικές διαμορφώσεις, με το κυρίαρχο που εισέρχεται επί του παρόντος στη σφαίρα της μηχανικής είναι τογυροσκόπιο οπτικών ινών κλειστού βρόχου πόλωσης-διατήρησης.Στον πυρήνα αυτού του γυροσκόπιου είναι τοβρόχος ίνας διατήρησης πόλωσης, που περιλαμβάνει ίνες διατήρησης της πόλωσης και ένα επακριβώς σχεδιασμένο πλαίσιο.Η κατασκευή αυτού του βρόχου περιλαμβάνει μια τετραπλή συμμετρική μέθοδο περιέλιξης, που συμπληρώνεται από ένα μοναδικό πήκτωμα στεγανοποίησης για να σχηματίσει ένα πηνίο βρόχου ινών στερεάς κατάστασης.