ส่วนประกอบหลักของระบบนำทางด้วยแรงเฉื่อย:ไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

บทนำเกี่ยวกับไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

ระบบนำทางเฉื่อยอาศัยความถูกต้องและเที่ยงตรงของส่วนประกอบหลักเป็นอย่างมาก หนึ่งในส่วนประกอบที่ช่วยเพิ่มขีดความสามารถของระบบเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญคือ ไจโรสโคปใยแก้วนำแสง (FOG) FOG เป็นเซ็นเซอร์ที่สำคัญซึ่งมีบทบาทสำคัญในการวัดความเร็วเชิงมุมของตัวยานด้วยความแม่นยำสูง

การทำงานของไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

FOG ทำงานบนหลักการของปรากฏการณ์ Sagnac ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกแสงเลเซอร์ออกเป็นสองเส้นทางที่แยกจากกัน ทำให้แสงเดินทางในทิศทางตรงกันข้ามไปตามขดลวดใยแก้วนำแสง เมื่อตัวนำซึ่งฝังด้วย FOG หมุน ความแตกต่างของเวลาในการเดินทางระหว่างสองลำแสงจะเป็นสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุมของการหมุนของตัวนำ ความล่าช้าของเวลานี้ ซึ่งเรียกว่าการเปลี่ยนแปลงเฟสของ Sagnac จะถูกวัดอย่างแม่นยำ ทำให้ FOG สามารถให้ข้อมูลที่ถูกต้องเกี่ยวกับการหมุนของตัวนำได้

หลักการทำงานของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงเกี่ยวข้องกับการปล่อยลำแสงจากโฟโตดีเทคเตอร์ ลำแสงนี้จะผ่านตัวเชื่อมต่อ โดยเข้าจากปลายด้านหนึ่งและออกทางอีกด้านหนึ่ง จากนั้นจะเดินทางผ่านวงจรแสง ลำแสงสองลำที่มาจากทิศทางต่างกันจะเข้าสู่วงจรและเกิดการซ้อนทับกันอย่างสอดคล้องหลังจากวนรอบ ลำแสงที่กลับมาจะกลับเข้าสู่ไดโอดเปล่งแสง (LED) ซึ่งใช้ในการตรวจจับความเข้มของแสง แม้ว่าหลักการของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงอาจดูตรงไปตรงมา แต่ความท้าทายที่สำคัญที่สุดอยู่ที่การกำจัดปัจจัยที่ส่งผลต่อความยาวของเส้นทางแสงของลำแสงทั้งสอง นี่เป็นหนึ่งในประเด็นที่สำคัญที่สุดที่พบในการพัฒนาไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

1: ไดโอดเปล่งแสงยิ่งยวด           2: ไดโอดตรวจจับแสง

3.ตัวเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดแสง           4.ตัวเชื่อมต่อวงแหวนไฟเบอร์            5.วงแหวนใยแก้วนำแสง

ข้อดีของไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

FOG มีข้อดีหลายประการที่ทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งในระบบนำทางเฉื่อย พวกมันมีชื่อเสียงในด้านความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความทนทานที่ยอดเยี่ยม ต่างจากไจโรสโคปแบบกลไก FOG ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว จึงลดความเสี่ยงต่อการสึกหรอ นอกจากนี้ยังทนต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการความทนทานสูง เช่น การใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ

การบูรณาการไจโรสโคปใยแก้วนำแสงเข้ากับระบบนำทางเฉื่อย

ระบบนำทางเฉื่อยกำลังนำเอา FOG มาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีความแม่นยำและน่าเชื่อถือสูง ไจโรสโคปเหล่านี้ให้ข้อมูลการวัดความเร็วเชิงมุมที่สำคัญ ซึ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดทิศทางและตำแหน่งอย่างแม่นยำ การบูรณาการ FOG เข้ากับระบบนำทางเฉื่อยที่มีอยู่เดิม จะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับประโยชน์จากความแม่นยำในการนำทางที่ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ต้องการความแม่นยำสูง

การประยุกต์ใช้ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงในระบบนำทางเฉื่อย

การรวมเอา FOGs เข้ามาใช้ได้ขยายขอบเขตการใช้งานของระบบนำทางเฉื่อยในหลากหลายสาขา ในด้านอวกาศและการบิน ระบบที่ติดตั้ง FOGs นำเสนอโซลูชันการนำทางที่แม่นยำสำหรับเครื่องบิน โดรน และยานอวกาศ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการนำทางทางทะเล การสำรวจทางธรณีวิทยา และหุ่นยนต์ขั้นสูง ทำให้ระบบเหล่านี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น

โครงสร้างแบบต่างๆ ของไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงมีโครงสร้างหลายรูปแบบ โดยรูปแบบที่นิยมใช้มากที่สุดในงานวิศวกรรมในปัจจุบันคือ...ไจโรสโคปใยแก้วนำแสงแบบวงปิดที่รักษาการโพลาไรเซชันหัวใจสำคัญของไจโรสโคปนี้คือ...ห่วงไฟเบอร์แบบรักษาโพลาไรเซชันประกอบด้วยเส้นใยที่รักษาการโพลาไรเซชันและโครงสร้างที่ออกแบบมาอย่างแม่นยำ การสร้างลูปนี้ใช้วิธีการพันแบบสมมาตรสี่ด้าน เสริมด้วยเจลปิดผนึกพิเศษเพื่อสร้างขดลวดลูปไฟเบอร์แบบโซลิดสเตท