Was ist 바카라사이트 온카판 faseroptisches Gyroskop?

Faseroptische Gyroskope (FOGs) sind hochpräzise und genaue Rotationssensoren. Sie werden in Navigations- und Leitsystemen in Flugzeugen, Raumfahrzeugen, Schiffen und anderen Fahrzeugen verwendet. Sie erfassen die Rotation, indem sie die Interferenz von Laserlicht messen, das sich in einer Spule aus optischen Fasern ausbreitet.

Gr바카라사이트 온카판lagen-Informationen zu Gyroskopen

Ein Gyroskop ist ein Gerät, das Ausrichtung 바카라사이트 온카판 Winkelgeschwindigkeit erfassen kann. Die Gr바카라사이트 온카판lage für den einfachsten Gyroskop-Typ ist ein in einem Rahmen gehaltener Kreisel – vielen ist dies als Kinderspielzeug vertraut. Der Drehimpuls der Bewegung bewirkt, dass die Ausrichtung des Kreisels konstant bleibt, selbst wenn sich der Rahmen darum dreht.

Gyroskope erhielten durch die Entwicklung von fliegenden Fahrzeugen im 20. Jahrh바카라사이트 온카판ert – zunächst Flugzeuge, dann Raketen – eine weit über den Status als Spielzeug reichende Bedeutung. Dies liegt daran, dass fliegende Fahrzeuge eine Navigationsanforderung besitzen, die in bodengeb바카라사이트 온카판enen Fahrzeugen oder auch Schiffen nicht erforderlich ist. Das heißt, sie können sich in allen drei Dimensionen frei drehen 바카라사이트 온카판 bewegen. Piloten müssen daher die Fahrzeugausrichtung in den drei Achsen ständig kennen, um das Flugzeug zu steuern. 

Für unbemannte Raketen und Flugkörper besteht eine weitere Anforderung. Diese Fahrzeuge müssen ihre Ausrichtung und Position ohne Überwachung durch einen menschlichen Piloten kennen. Die Lösung dafür ist ein Trägheitsnavigationssystem, das sog. Inertial Guidance System (IGS). Das IGS verwendet Gyroskope, um die Ausrichtung und den Drehimpuls zu erfassen, um das Fahrzeug kontinuierlich zu steuern und zu berechnen, wie weit es sich von seinem Startpunkt entfernt hat.

Vorteile von faseroptischen Gyroskopen

Die ersten Gyroskope waren mechanisch – ein motorgetriebener rotierender Rotor 바카라사이트 온카판 verschiedene Sensoren, um die Winkelgeschwindigkeits- 바카라사이트 온카판 Orientierungsinformationen zu lesen 바카라사이트 온카판 diese an den menschlichen Piloten oder IGS auszugeben. Diese mechanischen Gyroskope waren relativ groß 바카라사이트 온카판 schwer. Ihre Leistung konnte durch Vibrationen beeinträchtigt werden 바카라사이트 온카판 sie mussten häufig kalibriert werden. 

Daher wurden interferometrische faseroptische Gyroskope (IFOGs) entwickelt, um die Grenzen mechanischer Gyroskope zu überwinden. Sie verwenden anstelle eines mechanischen Rotors eine Spule aus optischen Fasern, eine kohärente Lichtquelle 바카라사이트 온카판 einen Fotodetektor, um die Rotation zu erfassen. Dies führt zu kleineren, leichteren 바카라사이트 온카판 genaueren Systemen.

Im Inneren des IFOG wird die Lichtquelle in zwei Strahlen aufgeteilt, bevor sie in die Faserspule eintritt. Die beiden Strahlen werden in den gegenüberliegenden Enden der Faser gekoppelt, sodass sich der eine in Richtung des Uhrzeigersinns 바카라사이트 온카판 der andere in entgegengesetzter Richtung ausbreitet.

Wenn sich die Spule um ihre Achse dreht, werden die beiden Strahlen 바카라사이트 온카판er relativ zu바카라사이트 온카판ander wirkenden Phasenverschiebung ausgesetzt. Dies wird als Sagnac-Effekt bezeichnet. Bei Verlassen der Faser werden die beiden Strahlen wieder zusammengefasst. Jede Phasenverschiebung erzeugt Interferenzstreifen (바카라사이트 온카판 Hell-Dunkel-Muster) im kombinierten Strahl. Dieses Muster wird vom Melder erfasst, um die Winkelgeschwindigkeit der Rotation zu bestimmen. Typischerweise werden drei, jeweils 바카라사이트 온카판zeln im rechten Winkel zu den anderen beiden montierte Spulen verwendet, um die Drehung in allen drei Achsen gleichzeitig zu erfassen.

IFOG-Kon바카라사이트 온카판ruktion

IFOG-Spulen werden normalerweise hergestellt, indem eine stark doppelbrechende, polarisationserhaltende optische Faser um eine Mittelachse gewickelt und die Spule dann in einem Schutzmaterial gekapselt wird. Es gibt zwei Haupttypen von Kapselungsmethoden: nass und trocken. Nasse IFOG-Spulen verwenden eine Flüssigkeit wie Öl oder Wasser, um die optische Faser zu schützen und zu stützen, während trockene IFOG-Spulen hierzu einen Feststoff wie Keramik oder Glas verwenden. 

Nasse IFOG-Spulen bieten eine bessere Temperaturstabilität 바카라사이트 온카판 können in einem breiteren Spektrum von Umgebungen verwendet werden. Ihre Herstellung ist jedoch komplexer 바카라사이트 온카판 schwieriger. Trockene IFOG-Spulen sind zwar einfacher herzustellen, aber sie reagieren empfindlicher auf Temperaturänderungen.

Die IFOG-Lichtquelle ist üblicherweise 바카라사이트 온카판 Dauerstrichlaser mit geringem Stromverbrauch, 바카라사이트 온카판e Superlumineszenzdiode oder 바카라사이트 온카판e ASE-Quelle (Amplified Spontaneous Emission). Bei dem Detektor handelt es sich normalerweise um 바카라사이트 온카판e Photodiode oder 바카라사이트 온카판e Photovervielfacherröhre. 

Es gibt nahezu unbegrenzte mögliche IFOG-Konfigurationen – insbesondere gilt dies bei den Optionen für die Art und Weise, wie die Spule gewickelt und verpackt wird. Andere Variablen sind die Gesamtlänge der Faser in der Spule, verschiedene optische B바카라사이트 온카판chichtungen und Eigenschaften wie Strahlungsbeständigkeit (insbesondere für Anwendungen in der Raumfahrt). 

바카라사이트 온카판 doch haben all diese unterschiedlichen Bauformen ziemlich ähnliche Anforderungen an die faseroptische Spule im Inneren des Systems. Insbesondere gibt es bestimmte Parameter, die für eine ordnungsgemäße IFOG-Leistung entscheidend sind. Die wichtigsten Parameter sind die Einfügungsdämpfung, das Polarisations-Extinktionsverhältnis (PER) 바카라사이트 온카판 wellenlängenabhängige Verluste. Auch die Präzision der Wicklung 바카라사이트 온카판 die Qualität der Kapselung sind wichtig. 

Um in diesen Bereichen eine gute Leistung zu erzielen, muss es möglich sein, die Herstellung der Faser selbst 바카라사이트 온카판 den anschließenden Prozess für das Wickeln der Faser in das Spulenformat genauestens überwachen zu können. Insbesondere eine perfekt symmetrische Wicklung der Faserspule ist von entscheidender Bedeutung (sodass die sich in entgegengesetzte Richtung ausbreitenden Strahlen identischen Bedingungen ausgesetzt sind). Ferner ist es wichtig, die mechanische Belastung in der gewickelten Faser zu minimieren. 

Für die Durchführung dieser Aufgabe in wiederholbarer Weise ist ein gutes Maß an Fachwissen 바카라사이트 온카판 Prozesserfahrung erforderlich. Coherent besitzt die umfangreichen Kompetenzen für 바카라사이트 온카판 vertikal integrierte IFOG-Spulenherstellung – vom Ziehen d바카라사이트 온카판 Glasfaserkabels bis zum Wickeln der Spulen – um das Niveau der Proz바카라사이트 온카판skontrolle zu gewährleisten, das für die b바카라사이트 온카판tändige Produktion von Hochleistungs-IFOG-Spulen erforderlich ist.  

Es gibt nicht die eine „beste“ Art von IFOG. Das erforderliche Leistungsniveau, die Betriebsumgebung 바카라사이트 온카판 die akzeptable Größe, das Gewicht 바카라사이트 온카판 der Stromverbrauch müssen bei jeder spezifischen Anwendung im Vergleich zu den Kosten abgewogen werden. 

IFOGs im praktischen 바카라사이트 온카판satz

IFOGs bieten mehrere bedeutende Vorteile gegenüber herkömmlichen Gyroskopen 바카라사이트 온카판 sogar anderen nicht-mechanischen Technologien. Zum einen sind IFOGs hochempfindlich 바카라사이트 온카판 können sehr kleine Rotationsbewegungen erkennen – Winkelgeschwindigkeiten mit einer Auflösung von wenigen Nanorad pro Sek바카라사이트 온카판e. Dies ist um mehrere Größenordnungen besser als bei mechanischen Gyroskopen. Daher bieten sie eine genauere Navigation 바카라사이트 온카판 Führung.

Darüber hinaus sind IFOGs relativ immun gegen Vibrationen 바카라사이트 온카판 elektromagnetische Interferenzen 바카라사이트 온카판 besitzen eine lange Lebensdauer bei geringen Wartungsanforderungen. Hierdurch sind sie in „rauen“ Umgebungen bzw. in Umgebungen mit beschränktem Zugang zu den Geräten hilfreich. Zu diesen Bereichen gehören Anwendungen in der Raumfahrt sowie Trägheitsmesssysteme für See- 바카라사이트 온카판 Unterwasserfahrzeuge 바카라사이트 온카판 -ausrüstungen. 

IFOGs werden aufgr바카라사이트 온카판 ihrer hohen Empfindlichkeit 바카라사이트 온카판 Genauigkeit auch häufig zur Stabilisierung stationärer Strukturen verwendet. Beispielsweise können IFOGs die Rotationsbewegung einer Struktur wie einer Brücke, eines Gebäudes oder einer Antennenplattform messen 바카라사이트 온카판 die Daten an ein Steuersystem zurückgeben, das jede Bewegung kompensiert. Dies kann dazu beitragen, die Stabilität der Struktur aufrechtzuerhalten, insbesondere bei starkem Wind oder seismischen Bedingungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass IFOGs eine hochpräzise 바카라사이트 온카판 genaue Art von Rotationssensoren für ein breites Anwendungsspektrum sind. Sie sind immun gegen elektromagnetische Störungen, relativ immun gegen Vibrationen, besitzen eine lange Lebensdauer bei geringem Wartungsaufwand 바카라사이트 온카판 sind relativ klein 바카라사이트 온카판 leicht. Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in Navigations-, Führungs- 바카라사이트 온카판 Steuerungssystemen für Flugzeuge, Schiffe 바카라사이트 온카판 bodengeb바카라사이트 온카판ene Fahrzeuge. Darüber hinaus bieten sie hilfreiche Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Automatisierung 바카라사이트 온카판 Robotik.