O compoñente principal da orientación inercial:Xiroscopio de fibra óptica

Introdución aos xiroscopios de fibra óptica

Os sistemas de navegación inerciais dependen moito da precisión e da precisión dos seus compoñentes fundamentais. Un dos compoñentes que melloraron significativamente as capacidades destes sistemas é o xiroscopio de fibra óptica (néboa). A néboa é un sensor crítico que xoga un papel fundamental na medición da velocidade angular do transportista cunha precisión notable.

Operación de xiroscopio de fibra óptica

As néboas funcionan co principio do efecto Sagnac, que consiste en dividir un feixe láser en dous camiños separados, permitíndolle viaxar en direccións opostas ao longo dun bucle de fibra óptica enrolado. Cando o transportista, incrustado coa néboa, xira, a diferenza de tempo de viaxe entre os dous feixes é proporcional á velocidade angular da rotación do transportista. Este atraso de tempo, coñecido como cambio de fase Sagnac, mídese precisamente, permitindo que a néboa proporcione datos precisos sobre a rotación do transportista.

O principio dun xiroscopio de fibra óptica implica emitir un feixe de luz dun fotodetector. Este feixe de luz pasa por un acoplador, entrando desde un extremo e saíndo doutro. Despois viaxa a través dun lazo óptico. Dous raios de luz, procedentes de diferentes direccións, entran no lazo e completan unha superposición coherente despois de dar a volta. A luz de volta volve entrar nun diodo emisor de luz (LED), que se usa para detectar a súa intensidade. Aínda que o principio dun xiroscopio de fibra óptica pode parecer sinxelo, o reto máis significativo reside en eliminar factores que afectan a lonxitude da ruta óptica dos dous feitos de luz. Este é un dos problemas máis críticos que enfrontan o desenvolvemento de xiroscopios de fibra óptica.

1 ： Diodo superluminescente           2 ： Diodo fotodetector

3. Light Source Coupler           4.acoplador de anel de fibra            5. Anel de fibra óptica

Vantaxes dos xiroscopios de fibra óptica

As néboas ofrecen varias vantaxes que as fan inestimables nos sistemas de navegación inerciais. Son recoñecidos pola súa precisión, fiabilidade e durabilidade excepcionais. A diferenza dos xiros mecánicos, as néboas non teñen pezas móbiles, reducindo o risco de desgaste. Ademais, son resistentes ao choque e ás vibracións, tornándoas ideais para contornas esixentes como as aplicacións aeroespaciais e de defensa.

Integración de xiroscopios de fibra óptica na navegación inercial

Os sistemas de navegación inerciais están cada vez máis incorporando néboas debido á súa alta precisión e fiabilidade. Estes xiroscopios proporcionan as medicións cruciais da velocidade angular necesarias para a determinación precisa da orientación e da posición. Ao integrar as néboas nos sistemas de navegación inerciais existentes, os operadores poden beneficiarse dunha mellora da precisión de navegación, especialmente en situacións nas que é necesaria a precisión extrema.

Aplicacións de xiroscopios de fibra óptica na navegación inercial

A inclusión de néboas ampliou as aplicacións de sistemas de navegación inerciais en varios dominios. En aeroespacial e aviación, os sistemas equipados con néboa ofrecen solucións de navegación precisas para avións, drones e naves espaciais. Tamén se usan extensamente en navegación marítima, enquisas xeolóxicas e robótica avanzada, permitindo que estes sistemas funcionen cun maior rendemento e fiabilidade.

Diferentes variantes estruturais dos xiroscopios de fibra óptica

Os xiroscopios de fibra óptica veñen en varias configuracións estruturais, co predominante que entra actualmente no reino da enxeñaría é oXiroscopio de fibra óptica de polarización en bucle pechado. No núcleo deste xiroscopio está obucle de fibra que mantén a polarización, que inclúe fibras que mantén polarización e un marco deseñado con precisión. A construción deste bucle implica un método de enrolamento simétrico de catro veces, complementado por un xel de selado único para formar unha bobina de bucle de fibra de estado sólido.