De kerncomponent van traagheidsgeleiding:Glasvezelgyroscoop

Inleiding tot glasvezelgyroscopen

Inertiële navigatiesystemen zijn sterk afhankelijk van de nauwkeurigheid en precisie van hun kerncomponenten. Een van die componenten die de mogelijkheden van deze systemen aanzienlijk heeft verbeterd, is de glasvezelgyroscoop (FOG). FOG is een cruciale sensor die een cruciale rol speelt bij het met opmerkelijke nauwkeurigheid meten van de hoeksnelheid van de drager.

Werking van glasvezelgyroscoop

FOG's werken volgens het principe van het Sagnac-effect, waarbij een laserstraal in twee afzonderlijke banen wordt gesplitst, waardoor deze zich in tegengestelde richting door een opgerolde glasvezellus kan voortplanten. Wanneer de drager, waarin de FOG is opgenomen, roteert, is het verschil in reistijd tussen de twee stralen evenredig met de hoeksnelheid van de rotatie van de drager. Deze tijdsvertraging, de Sagnac-faseverschuiving, wordt vervolgens nauwkeurig gemeten, waardoor de FOG nauwkeurige gegevens over de rotatie van de drager kan leveren.

Het principe van een glasvezelgyroscoop bestaat uit het uitzenden van een lichtbundel vanuit een fotodetector. Deze lichtbundel passeert een koppelstuk, komt aan de ene kant binnen en verlaat de andere kant. Vervolgens beweegt de lichtbundel zich door een optische lus. Twee lichtbundels, afkomstig uit verschillende richtingen, komen de lus binnen en vormen na een cirkelvormige omloop een coherente superpositie. Het terugkerende licht komt terug in een lichtgevende diode (led), die wordt gebruikt om de intensiteit ervan te detecteren. Hoewel het principe van een glasvezelgyroscoop eenvoudig lijkt, ligt de grootste uitdaging in het elimineren van factoren die de optische padlengte van de twee lichtbundels beïnvloeden. Dit is een van de meest kritieke problemen bij de ontwikkeling van glasvezelgyroscopen.

1：superluminescentiediode           2：fotodetectordiode

3. lichtbronkoppelaar           4.vezelringkoppeling            5. optische vezelring

Voordelen van glasvezelgyroscopen

FOG's bieden verschillende voordelen die ze onmisbaar maken in traagheidsnavigatiesystemen. Ze staan ​​bekend om hun uitzonderlijke nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en duurzaamheid. In tegenstelling tot mechanische gyroscopen hebben FOG's geen bewegende onderdelen, waardoor het risico op slijtage afneemt. Bovendien zijn ze bestand tegen schokken en trillingen, waardoor ze ideaal zijn voor veeleisende omgevingen zoals in de lucht- en ruimtevaart en defensie.

Integratie van glasvezelgyroscopen in traagheidsnavigatie

Inertiële navigatiesystemen maken steeds vaker gebruik van FOG's vanwege hun hoge precisie en betrouwbaarheid. Deze gyroscopen leveren de cruciale hoeksnelheidsmetingen die nodig zijn voor nauwkeurige oriëntatie en positiebepaling. Door FOG's te integreren in bestaande inertiële navigatiesystemen, kunnen operators profiteren van een verbeterde navigatienauwkeurigheid, vooral in situaties waar extreme precisie vereist is.

Toepassingen van glasvezelgyroscopen bij traagheidsnavigatie

De integratie van FOG's heeft de toepassingen van traagheidsnavigatiesystemen uitgebreid naar diverse domeinen. In de lucht- en ruimtevaart bieden FOG-systemen nauwkeurige navigatieoplossingen voor vliegtuigen, drones en ruimtevaartuigen. Ze worden ook veelvuldig gebruikt in maritieme navigatie, geologische onderzoeken en geavanceerde robotica, waardoor deze systemen met verbeterde prestaties en betrouwbaarheid kunnen werken.

Verschillende structurele varianten van glasvezelgyroscopen

Glasvezelgyroscopen zijn er in verschillende structurele configuraties, waarbij de overheersende configuratie die momenteel het gebied van de techniek binnenkomt degesloten-lus polarisatie-behoudende glasvezelgyroscoopDe kern van deze gyroscoop is depolarisatiebehoudende vezellus, bestaande uit polarisatiebehoudende vezels en een nauwkeurig ontworpen raamwerk. De constructie van deze lus omvat een viervoudige symmetrische wikkelmethode, aangevuld met een unieke afdichtgel om een ​​vaste vezellusspoel te vormen.