Fiber Optik Gyro

Fiber optik giroskop müxtəlif fiber optik sensorlar arasında ən perspektivli olan fiber bucaq sürət sensorudur. Fiber optik giroskop, üzük lazer giroskopu kimi, mexaniki hərəkət edən hissələrin olmaması, isinmə vaxtının olmaması, həssas sürətlənmə, geniş dinamik diapazon, rəqəmsal çıxış və kiçik ölçülü üstünlüklərə malikdir. Bundan əlavə, fiber optik giroskop yüksək qiymət və bloklama fenomeni kimi üzük lazer giroskoplarının ölümcül çatışmazlıqlarını da aradan qaldırır. Buna görə də, fiber optik giroskoplar bir çox ölkələr tərəfindən qiymətləndirilir. Aşağı dəqiqlikli mülki fiber optik giroskoplar Qərbi Avropada kiçik partiyalarda istehsal edilmişdir. Hesablamalara görə, 1994-cü ildə Amerika giroskop bazarında fiber-optik giroskopların satışı 49%-ə çatacaq, kabel giroskopu isə ikinci yeri tutacaq (satışların 35%-ni təşkil edir).

Fiber optik giroskopun iş prinsipi Sagnac effektinə əsaslanır. Sagnac effekti ətalət fəzasına nisbətən fırlanan qapalı dövrəli optik yolda yayılan işığın ümumi əlaqəli təsiridir, yəni eyni qapalı optik yolda eyni işıq mənbəyindən yayılan bərabər xüsusiyyətlərə malik iki işıq şüası əks istiqamətlərdə yayılır. . Nəhayət, eyni aşkarlama nöqtəsinə birləşdirin.
Əgər qapalı optik yolun müstəvisinə perpendikulyar olan ox ətrafında ətalət fəzasına nisbətən bucaq fırlanma sürəti varsa, işıq şüalarının irəli və tərs istiqamətdə getdiyi optik yol fərqlidir, nəticədə optik yol fərqi yaranır, optik yol fərqi isə fırlanmanın bucaq sürətinə mütənasibdir. . Buna görə də, optik yol fərqi və müvafiq faza fərqi məlumatı məlum olduqda, fırlanma bucaq sürəti əldə edilə bilər.

Elektromexaniki giroskop və ya lazer giroskopu ilə müqayisədə fiber optik giroskop aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:
(1) Bir neçə hissə, alət möhkəm və sabitdir və təsir və sürətlənməyə güclü müqavimət göstərir;
(2) Qıvrılmış lif daha uzundur, bu, aşkarlama həssaslığını və ayırdetmə qabiliyyətini lazer giroskopundan bir neçə böyüklük dərəcəsi ilə yaxşılaşdırır;
(3) Mexanik ötürmə hissələri yoxdur və aşınma problemi yoxdur, buna görə də uzun xidmət müddəti var;
(4) İnteqrasiya edilmiş optik dövrə texnologiyasını qəbul etmək asandır, siqnal sabitdir və rəqəmsal çıxış üçün birbaşa istifadə edilə bilər və kompüter interfeysi ilə əlaqələndirilə bilər;
(5) Optik lifin uzunluğunu və ya bobində işığın tsiklik yayılmasının sayını dəyişdirərək, müxtəlif dəqiqliklərə nail olmaq və geniş dinamik diapazona nail olmaq olar;
(6) Koherent şüanın yayılma müddəti qısadır, ona görə də prinsipcə onu əvvəlcədən qızdırmadan dərhal işə salmaq olar;
(7) O, müxtəlif inertial naviqasiya sistemlərinin sensorlarını, xüsusən də aşağı salınmış inertial naviqasiya sistemlərinin sensorlarını yaratmaq üçün üzüklü lazer giroskopu ilə birlikdə istifadə edilə bilər;
(8) Sadə quruluş, aşağı qiymət, kiçik ölçü və yüngül çəki.

Təsnifat
İş prinsipinə görə:
Fiber optik giroskopların birinci nəsli olan interferometrik fiber optik giroskoplar (I-FOG) hazırda ən çox istifadə olunur. SAGNAC effektini gücləndirmək üçün çox dönməli optik lif rulondan istifadə edir. Çoxdövrəli tək rejimli optik lif rulondan ibarət ikili şüalı toroidal interferometr daha yüksək dəqiqlik təmin edə bilər və istər-istəməz ümumi strukturu daha da mürəkkəbləşdirəcək;
Rezonanslı fiber optik giroskop (R-FOG) ikinci nəsil fiber optik giroskopdur. Dəqiqliyi artırmaq üçün SAGNAC effektini və siklik yayılmasını artırmaq üçün üzük rezonatorundan istifadə edir. Buna görə də, daha qısa liflərdən istifadə edə bilər. R-FOG rezonans boşluğunun rezonans təsirini artırmaq üçün güclü koherent işıq mənbəyindən istifadə etməlidir, lakin güclü koherent işıq mənbəyi həm də bir çox parazitar effektlər gətirir. Bu parazitar təsirlərin necə aradan qaldırılması hazırda əsas texniki maneədir.
Stimullaşdırılmış Brillouin Səpələyici Fiber Optik Gyroskop (B-FOG), üçüncü nəsil fiber optik giroskop əvvəlki iki nəsillə müqayisədə təkmildir və hələ də nəzəri tədqiqat mərhələsindədir.
Optik sistemin tərkibinə görə: inteqrasiya edilmiş optik tip və tam lif tipli fiber optik giroskop.
Quruluşuna görə: təkoxlu və çoxoxlu fiber optik giroskoplar.
Döngə növünə görə: açıq döngəli fiber optik giroskop və qapalı dövrəli fiber optik giroskop.

1976-cı ildə təqdim edildiyi gündən fiber optik giroskop çox inkişaf etmişdir. Bununla belə, fiber optik giroskopun hələ də bir sıra texniki problemləri var, bu problemlər fiber optik giroskopun dəqiqliyinə və sabitliyinə təsir edir və bununla da onun geniş tətbiq dairəsini məhdudlaşdırır. əsasən daxildir:
(1) Temperatur keçidlərinin təsiri. Nəzəri olaraq, halqa interferometrindəki iki geri yayılan işıq yolu bərabər uzunluqdadır, lakin bu, yalnız sistem zamanla dəyişmədikdə ciddi şəkildə doğrudur. Təcrübələr göstərir ki, faza xətası və fırlanma sürətinin ölçülməsi dəyərinin sürüşməsi temperaturun zaman törəməsi ilə mütənasibdir. Bu, xüsusilə istiləşmə dövründə çox zərərlidir.
(2) Vibrasiyanın təsiri. Vibrasiya da ölçməyə təsir edəcək. Bobinin yaxşı möhkəmliyini təmin etmək üçün müvafiq qablaşdırma istifadə edilməlidir. Daxili mexaniki dizayn rezonansın qarşısını almaq üçün çox ağlabatan olmalıdır.
(3) Qütbləşmənin təsiri. İndiki vaxtda ən çox istifadə edilən tək rejimli lif ikili polarizasiya rejimli lifdir. Lifin iki qırılması parazitar faza fərqi yaradacaq, buna görə də qütbləşmə filtrasiyası tələb olunur. Depolarizasiya lifi qütbləşməni yatıra bilər, lakin bu, dəyərin artmasına səbəb olacaq.
Üstün performansını yaxşılaşdırmaq üçün. Müxtəlif həll yolları təklif olunub. O cümlədən optik lifli giroskopun komponentlərinin təkmilləşdirilməsi və siqnalın işlənməsi üsullarının təkmilləşdirilməsi.