องค์ประกอบหลักของแนวทางเฉื่อย:ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

บทนำเกี่ยวกับไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติก

ระบบนำทางเฉื่อยต้องอาศัยความแม่นยำและความแม่นยำของส่วนประกอบหลักอย่างมาก หนึ่งในส่วนประกอบที่ช่วยยกระดับความสามารถของระบบเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญคือไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก (FOG) FOG เป็นเซ็นเซอร์สำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการวัดความเร็วเชิงมุมของเรือบรรทุกเครื่องบินด้วยความแม่นยำอย่างน่าทึ่ง

การทำงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

FOG ทำงานบนหลักการของปรากฏการณ์ Sagnac ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกลำแสงเลเซอร์ออกเป็นสองเส้นทางแยกกัน ทำให้สามารถเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามไปตามลูปใยแก้วนำแสงที่ขดเป็นขด เมื่อพาหะที่ฝังอยู่กับ FOG หมุน ความแตกต่างของเวลาเดินทางระหว่างลำแสงทั้งสองจะแปรผันตามความเร็วเชิงมุมของการหมุนของพาหะ จากนั้นจะวัดการหน่วงเวลานี้ ซึ่งเรียกว่าการเลื่อนเฟสของ Sagnac ได้อย่างแม่นยำ ทำให้ FOG สามารถให้ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับการหมุนของพาหะได้

หลักการของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงเกี่ยวข้องกับการปล่อยลำแสงจากเครื่องตรวจจับแสง ลำแสงนี้จะผ่านตัวต่อเข้าจากปลายด้านหนึ่งและออกจากอีกด้านหนึ่ง จากนั้นแสงจะเดินทางผ่านวงโคจรแสง ลำแสงสองลำที่มาจากทิศทางต่างกันจะเข้าสู่วงโคจรและซ้อนทับกันอย่างสมบูรณ์หลังจากหมุนรอบ แสงที่กลับมาจะกลับเข้าสู่ไดโอดเปล่งแสง (LED) ซึ่งใช้ตรวจจับความเข้มของแสง แม้ว่าหลักการของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงอาจดูตรงไปตรงมา แต่ความท้าทายที่สำคัญที่สุดคือการขจัดปัจจัยที่ส่งผลต่อความยาวเส้นทางแสงของลำแสงทั้งสอง นี่เป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญที่สุดที่เผชิญในการพัฒนาไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

1：ไดโอดเรืองแสงยิ่งยวด           2：ไดโอดตรวจจับแสง

3.ตัวต่อแหล่งกำเนิดแสง           4.ข้อต่อวงแหวนไฟเบอร์            5.แหวนใยแก้วนำแสง

ข้อดีของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

FOG มีข้อดีหลายประการที่ทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งในระบบนำทางเฉื่อย FOG มีชื่อเสียงในด้านความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความทนทานที่โดดเด่น FOG ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แตกต่างจากไจโรเชิงกล ลดความเสี่ยงต่อการสึกหรอ นอกจากนี้ FOG ยังทนทานต่อแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย เช่น การบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ

การบูรณาการไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกในระบบนำทางเฉื่อย

ระบบนำทางเฉื่อยกำลังนำ FOG มาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง ไจโรสโคปเหล่านี้ให้การวัดความเร็วเชิงมุมที่สำคัญซึ่งจำเป็นต่อการกำหนดทิศทางและตำแหน่งที่แม่นยำ การรวม FOG เข้ากับระบบนำทางเฉื่อยที่มีอยู่เดิม ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับประโยชน์จากความแม่นยำในการนำทางที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องใช้ความแม่นยำสูง

การประยุกต์ใช้ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกในการนำทางเฉื่อย

การนำระบบนำทางเฉื่อย (FOG) มาใช้ขยายขอบเขตการใช้งานระบบนำทางเฉื่อยในหลากหลายสาขา ในด้านการบินและอวกาศ ระบบที่ติดตั้ง FOG มอบโซลูชันการนำทางที่แม่นยำสำหรับอากาศยาน โดรน และยานอวกาศ ระบบเหล่านี้ยังถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการเดินเรือ การสำรวจทางธรณีวิทยา และหุ่นยนต์ขั้นสูง ทำให้ระบบเหล่านี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น

โครงสร้างไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกแบบต่างๆ

ไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกมีโครงสร้างที่หลากหลาย โดยโครงสร้างหลักที่กำลังเข้าสู่ขอบเขตของวิศวกรรมในปัจจุบันคือไจโรสโคปใยแก้วนำแสงแบบรักษาโพลาไรเซชันแบบวงปิด. ที่แกนกลางของไจโรสโคปนี้คือลูปไฟเบอร์ที่รักษาโพลาไรเซชันประกอบด้วยเส้นใยที่รักษาโพลาไรเซชันและโครงสร้างที่ออกแบบมาอย่างแม่นยำ โครงสร้างของลูปนี้ใช้วิธีการพันแบบสมมาตรสี่เท่า เสริมด้วยเจลปิดผนึกที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อสร้างขดลวดลูปไฟเบอร์แบบโซลิดสเตต