Fiber optik jiroskop çalışırken; Tüm sistem döndüğünde, zıt yönlerde yayılan iki ışık ışını bir faz farkı üretir ve girişim yoğunluğu değişir. SİS interferometresi, optik dedektör tarafından tespit edilen yoğunluk değişikliğine dayalı olarak açısal dönüş hızını hesaplayabilir. Işık kaynağı tarafından yayılan ışık, kapalı bir optik yolda sırasıyla saat yönünün tersine ve saat yönünde ilerleyen ışın ayırıcı tarafından iki özdeş ışına bölünür ve iki ışın, ışın ayırıcıyı bloke eder.
Kapalı optik yol atalet boşluğuna göre dönmüyorsa, iki ışın aynı yoldan geçer ve faz farkı sıfırdır. Kapalı optik yol, atalet uzayına göre dönme açısal hızına sahipse, o zaman iki ışın, optik yolda küçük bir farkla farklı yollar deneyimler. Aynı zamanda, her iki ışın da Sagnac etkisi olan bir faz farkına sahiptir. IFOG, dönme açısal hızını ölçmek için Sagnac etkisini kullanır. FOG interferometresi aslında Sagnac interferometresidir.
İçindekiler
Reasonans SIS
FOG rezonatörünün temel prensibi Sagnac etkisidir ve çekirdek cihaz fiber döngü rezonatörüdür. FOG rezonansının sınırlayıcı hassasiyeti, fotodetektörün atış gürültüsü tarafından belirlenir, dolayısıyla rezonans boşluğunun rezonans özellikleri ile yakından ilişkilidir. Rezonant fiber optik jiroskop (RFOG), Sagnac etkisinin neden olduğu saat yönünde ve saat yönünün tersine optik yol değişikliklerine de dayanır. Işık dalgası, optik fiber döngüde periyodik girişim ile yayılır. Işık kaynağı, rezonans etkisine yol açan uzun tutarlılık özelliklerine sahip dar bir çizgi genişliğine sahiptir. Bir fiber optik döngüde yayılan bir ışık dalgasının optik yolundaki bir değişiklik, rezonans frekans noktasını değiştirir. Işık dalgasının rezonans frekans noktasının belirli bir yöndeki değişimi elde edilerek karşılık gelen açısal hız elde edilebilir.
RFOG, yansıtıcı rezonatör ve iletim döngüsü olmak üzere iki türe ayrılmıştır. Yansıtıcı tip, karanlık tepe noktalarını tespit etmek için rezonatörün yansıma spektrumunu kullanırken, verici tip, parlak tepe noktalarını tespit etmek için rezonatörün iletim spektrumunu kullanır. RFOG’un temel prensibi Sagnac etkisidir. Bir rezonant jiroskop için çıkışı, rezonans uzayda dağılmış saat yönünde ve saat yönünün tersine yayılan ışınlar arasındaki frekans farkını algılar. Rezonans boşluğunun keskin rezonans eğrisini kullanan Sagnac, mikro-optik fiber bobinin uzunluğunu büyük ölçüde azaltan frekans kaymasına duyarlıdır. Rezonans aralığı sabit olduğunda, iki ışın arasındaki frekans farkı sıfırdır. Rezonatör döndüğünde, yayılan iki ışık huzmesinin frekansı zıt yönlerde değişir ve iki ışın arasındaki frekans farkı dönme hızı ile doğrusaldır. Bu, rezonant jiroskop tarafından algılanan frekans farkı sinyalidir.
Brillouin saçılım uyarımı SİS
Uyarılmış Brillouin saçılması, fiber halkada iletilen ışık yoğunluğu bir eşik seviyesine ulaştığında meydana gelir. Saçılan ışığın frekansı, Sagnac etkisinin etkisi nedeniyle fiber halkanın dönüş açısal hızı ile değişir. Optik fiber döngünün dönme açısal hızı, CW ve CCW ışığı tarafından üretilen saçılan ışığın frekansı ve frekans rejenerasyonu tespit edilerek elde edilebilir. Heyecan verici Brillouin FOG, Brillouin lazerlerinden oluşan bir jiroskoptur. Halka Lazer Jiroskopunun (RLG) optik bir ürünüdür. Gelen ışığın yoğunluğu, elektrostatik etki nedeniyle optik fiberin Brillouin eşiğini aştığında, optik fiberde hareketli bir akustik dalga üretecektir.
Bu hareketli akustik dalganın varlığı uyarılmış Brillouin saçılımını (SBS) oluşturur. İki güçlendirilmiş ışın (P1 ve P2) aynı anda halka rezonatörüne zıt yönlerde çarptığında, pompalanan ışınların karşısında iki Brillouin ışını (B1 ve B2) üretilir. Halka rezonatörü sabitse, iki Brillouin ışınının frekans farkı Dn ile orantılıdır. İki Brillouin ışını fotosentez yapar ve bir darbe frekansı üretilir. Optik fiber rezonatörün dönme hızı, darbe frekansı Dn ölçülerek elde edilebilir. Fiber optik jiroskop aşağıdaki gibi bazı özelliklere sahiptir:
• Tamamen katı hal entegrasyonu, makine katı, kararlı, sağlam, darbeye ve hızlanmaya karşı dayanıklıdır.
• Optik yol, fiber optik halka ile artırılır ve algılama hassasiyeti ve doğruluğu, lazer jiroskopa kıyasla birkaç kat artırılır. Böylece jiroskop kilit sorunu etkin bir şekilde çözülmüş olur.
• Mekanik hareketli parçalar olmadığı için aşınma ve yıpranma sorunu yoktur, bu nedenle uzun ömürlüdür.
• Tutarlı paketlerin yayılma süresi çok kısadır ve teorik olarak hemen başlayabilir.
• Entegre optik teknolojiyi benimsemek kolaydır ve sinyal kararlı ve güvenilirdir. Dijital olarak çıktı alınabilir ve doğrudan bilgisayar arayüzüne bağlanabilir.
• Geniş bir dinamik aralığa sahiptir.
• Basit yapı, düşük fiyat, küçük boyut ve hafiflik.
FOG’un diğer jiroskoplara göre birçok avantajı olsa da, kusurlu teknolojisi nedeniyle hala bazı eksiklikleri var.
Fiber optik jiroskop ses teknolojisi
FOG, farklı ülkelerde farklı geliştirme ve araştırma statüsüne sahiptir ve kendine has özelliklere sahiptir. Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Fransa, Almanya, Birleşik Krallık ve Çin, FOG’da gelişmekte olan başlıca ülkelerdir. Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri, yüksek hassasiyetli FOG cihazlarının araştırılması ve geliştirilmesinde bariz avantajlara sahipken, Japonya düşük çözünürlüklü FOG’un ticari uygulamasına daha fazla önem veriyor. Çin ve diğer ülkeler de FOG’un araştırılmasına ve tanıtımına büyük önem vermektedir. Amerika Birleşik Devletleri, FOG geliştirme ve uygulamasında ön saflarda yer almaktadır. Yükleniciler, üniversiteler ve devlet kurumları Litton, Honeywell, KVH, Norhrop Grumman ve Draper Lab gibi temel teknolojiler geliştiriyor. Bu şirketler, öncelikli olarak FOG için yüksek hassasiyetli araştırma ve geliştirme faaliyetlerinde bulunur ve ABD Ordusu ve Havacılık ve Uzay departmanlarına hizmet eder. Ayrıca FOG’u geliştirmek ve üretmek için harika bir iş çıkardılar. Bugün, Amerika Birleşik Devletleri’nde birçok FOG türü tanıtıldı.
Japonya ayrıca FOG araştırma ve üretiminde önemli bir ülkedir. Araştırma enstitüleri arasında Tokyo Üniversitesi’ne bağlı son teknoloji laboratuvarlar, Hitachi Corporation, Mitsubishi Corporation, Japan Aerospace Electronics Corporation (JAE), Mitsubishi Precision Instrument Corporation ve benzeri yer alır. Bu şirketler, FOG’un pratik uygulamasına büyük önem vermektedir. Özellikle orta ve düşük hassasiyette olmak üzere büyük miktarlarda farklı seviyelerde sis ürettiler. Pratik olarak dünyanın ön saflarında yer alırlar ve çevre koruma, araç navigasyonu, endüstriyel kontrol vb. alanlarda yaygın olarak kullanılırlar. Başvurmak.
FOG’un Batı Avrupa ülkelerindeki Ar-Ge işi ağırlıklı olarak Fransa, İtalya ve Rusya’ya odaklanmaktadır. Bu ülkeler, FOG’un askeri uygulamalarının geliştirilmesine büyük önem vermektedir. Bu ülkeler ağırlıklı olarak, 1 (derece)/saatin üzerinde sürüklenme hızına sahip, düşük performanslı FOG ekipmanı, Donanma ve Hava Kuvvetlerinin geliştirilmesini taahhüt etmektedir. İlk nesil FOG üretime girdi, örneğin Fransa’da IxSea tarafından üretilen PHINS FOG serisi, atalet navigasyonu ve derin su operasyonlarına uygulandı. FOG’un tescilli teknolojisine dayanan Civitanavi Systems, İtalya, uydu rampaları için FOG tutum sabitleme ve navigasyon sistemini geliştirdi. 30 yılı aşkın araştırma ve keşfin ardından FOG teknolojisi yüksek bir seviyeye ulaştı. Doğruluğu sağlarken ve mevcut gereksinimleri karşılarken, FOG yavaş yavaş düşük maliyet, minyatürleştirme, yüksek güvenilirlik ve uzun ömür yönünde gelişiyor.
SİS, uzay aracı, uydu, uçak vb. Esas olarak gemi yapımı, otomobil navigasyonu, madencilik vb. dahil olmak üzere uzay bilimlerinde kullanılmıştır. Kentsel alanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıfır yanlılık kararlılığı farklı olduğu için uygulamaları da farklıdır. Önyargı kararlılığı 10°/s’den büyükse, kara aracı navigasyonu, robot ve kamera konum kontrolü veya anten sabitleme cihazı için kullanılabilir. Önyargı kararlılığı küçük olduğunda, 0.001~0.01°/h, FOG ataletsel navigasyon sisteminde uçuş ve navigasyon için kullanılabilir. Oysa, hassas uzay aracı uygulamalarında, hassasiyet ve izleme elde etmek için gereken sıfır yanlılık kararlılığı 0,001°/h’den azdır.
FOG, Sagnac etkisine dayalı bir tür açı oranı ölçüm aracıdır. Hareketli parça ve tüketen parça olmaması, küçük boyut, hafiflik, geniş dinamik aralık, hızlı devreye alma, uzun ömür, düşük maliyet, darbeye dayanıklı yapı, esnek tasarım ve basit üretim süreci gibi avantajlara sahiptir. Ağırlıklı olarak havacılık, navigasyon ve uçuş gibi ataletsel navigasyon sistemlerinde kullanılır ve yüksek hassasiyetli yönlerde kullanılmaz. Sürekli gelişim Modern mikroelektronik teknolojisi, optoelektronik teknolojisi ve sinyal işleme teknolojisinin gelişmesiyle birlikte FOG gelişmeye devam ediyor.
kaynak:
ixblue.com/fiber-optic-gyroscopes-technology apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a363917.pdf
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]