Fiber Optic Gyro

Fiber optic gyroscope သည် fiber optic sensors များကြားတွင် အလားအလာအရှိဆုံးဖြစ်သည့် fiber angular velocity sensor ဖြစ်သည်။ ring laser gyroscope ကဲ့သို့ fiber optic gyroscope တွင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရွေ့လျားမှု အစိတ်အပိုင်းများ မရှိခြင်း၊ ပူနွေးသည့်အချိန်မရှိခြင်း၊ အာရုံမခံနိုင်သော အရှိန်မြှင့်ခြင်း၊ ကျယ်ပြန့်သော ဒိုင်းနမစ်အကွာအဝေး၊ ဒစ်ဂျစ်တယ် အထွက်နှင့် အရွယ်အစား သေးငယ်ခြင်း စသည့် အားသာချက်များ ရှိပါသည်။ ထို့အပြင်၊ fiber optic gyroscope သည် ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားခြင်းနှင့် ပိတ်ဆို့ခြင်းဖြစ်စဉ်များကဲ့သို့သော လက်စွပ်လေဆာ gyroscope များ၏ ဆိုးရွားသောချို့ယွင်းချက်များကိုလည်း ကျော်လွှားပေးပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ fiber optic gyroscopes ကို နိုင်ငံများစွာက တန်ဖိုးထားပါသည်။ တိကျမှုနည်းသော အရပ်သားဖိုက်ဘာ optic gyroscopes များကို အနောက်ဥရောပရှိ အသေးစားအသုတ်များတွင် ထုတ်လုပ်ထားသည်။ 1994 ခုနှစ်တွင် American gyroscope စျေးကွက်တွင် fiber optic gyroscope များရောင်းချမှုသည် 49% အထိရောက်ရှိမည်ဖြစ်ပြီး cable gyroscope သည် ဒုတိယနေရာမှရရှိမည် (ရောင်းချမှု၏ 35% တွင်စာရင်းဝင်သည်)။

fiber optic gyroscope ၏လုပ်ဆောင်မှုနိယာမသည် Sagnac အကျိုးသက်ရောက်မှုအပေါ်အခြေခံသည်။ Sagnac effect သည် inertial space နှင့် ဆက်စပ် လည်ပတ်နေသော close-loop optical လမ်းကြောင်းတွင် ပျံ့နှံ့နေသော အလင်း၏ ယေဘူယျ ဆက်စပ်အကျိုးသက်ရောက်မှုဖြစ်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ၊ တူညီသော အလင်းရင်းမြစ်မှ ထုတ်လွှတ်သော တူညီသော လက္ခဏာများရှိသည့် အလင်းတန်းနှစ်ခုသည် တူညီသော အပိတ်လမ်းကြောင်းမှ ဆန့်ကျင်ဘက်သို့ ပျံ့နှံ့သွားပါသည်။ . နောက်ဆုံးတွင် တူညီသော ထောက်လှမ်းမှုအမှတ်သို့ ပေါင်းစည်းလိုက်ပါ။
အကယ်၍ ပိတ်ထားသော optical လမ်းကြောင်း၏ လေယာဉ်၏ ဝင်ရိုးတစ်ဝိုက်ရှိ ဝင်ရိုးတစ်ဝိုက်ရှိ inertial space နှင့် ဆက်စပ်၍ လည်ပတ်နေသော angular velocity ရှိပါက၊ ရှေ့နှင့် နောက်ပြန်လမ်းကြောင်းရှိ အလင်းတန်းများမှ ဖြတ်သန်းသွားသော optical path သည် မတူညီသောကြောင့် optical path ခြားနားမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်၊ နှင့် optical path ခြားနားချက်သည် လှည့်ခြင်း၏ angular velocity နှင့် အချိုးကျပါသည်။ . ထို့ကြောင့်၊ optical path ခြားနားချက်နှင့် သက်ဆိုင်သော အဆင့်ကွာခြားချက် အချက်အလက်ကို သိရှိသရွေ့၊ rotational angular velocity ကို ရရှိနိုင်ပါသည်။

electromechanical gyroscope သို့မဟုတ် လေဆာ gyroscope နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက fiber optic gyroscope တွင် အောက်ပါလက္ခဏာများ ရှိပါသည်။
(1) အစိတ်အပိုင်းအနည်းငယ်၊ တူရိယာသည် ခိုင်မာပြီး တည်ငြိမ်ပြီး သက်ရောက်မှုနှင့် အရှိန်အား ပြင်းထန်စွာ ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။
(2) ဆံထုံးဖိုင်ဘာသည် ပိုရှည်သည်၊ ၎င်းသည် လေဆာ gyroscope ထက် ပြင်းအားအများအပြားဖြင့် ထောက်လှမ်းနိုင်စွမ်းနှင့် ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို တိုးတက်စေသည်။
(၃) စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂီယာအစိတ်အပိုင်းများမရှိသည့်အပြင် ဝတ်ဆင်မှုပြဿနာမရှိသောကြောင့် တာရှည်ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းရှိသည်။
(4) ပေါင်းစပ် optical circuit နည်းပညာကို လက်ခံရရှိရန် လွယ်ကူသည်၊ signal သည် တည်ငြိမ်သည်၊ ၎င်းကို digital output အတွက် တိုက်ရိုက်အသုံးပြုနိုင်ပြီး computer interface နှင့် ချိတ်ဆက်နိုင်သည်။
(5) optical fiber ၏ အရှည် သို့မဟုတ် ကွိုင်အတွင်းရှိ အလင်း၏ စက်ဝန်းပြန့်ပွားမှု အရေအတွက်ကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့်၊ မတူညီသော တိကျမှုကို ရရှိနိုင်ပြီး ကျယ်ပြန့်သော ဒိုင်းနမစ်အကွာအဝေးကို ရရှိနိုင်သည်။
(၆) coherent beam သည် တိုတောင်းသော ပြန့်ပွားချိန်ရှိသည်၊ ထို့ကြောင့် မူအားဖြင့် ၎င်းကို ကြိုတင်အပူမပေးဘဲ ချက်ချင်းစတင်နိုင်သည်။
(၇) အမျိုးမျိုးသော inertial လမ်းကြောင်းပြစနစ်များ၏ အာရုံခံကိရိယာများ ဖွဲ့စည်းရန်အတွက် လက်စွပ်လေဆာ gyroscope နှင့် တွဲသုံးနိုင်သည်။
(8) ရိုးရှင်းသောဖွဲ့စည်းပုံ၊ စျေးနှုန်းချိုသာသောအရွယ်အစားနှင့်သေးငယ်သောအလေးချိန်။

အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။
အလုပ်သဘောအရ၊
Interferometric fiber optic gyroscopes (I-FOG)၊ fiber optic gyroscopes ၏ ပထမမျိုးဆက်သည် လက်ရှိတွင် အသုံးအများဆုံးဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် SAGNAC အကျိုးသက်ရောက်မှုကိုမြှင့်တင်ရန် multi-turn optical fiber coil ကိုအသုံးပြုသည်။ multi-turn single-mode optical fiber coil ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် dual-beam toroidal interferometer သည် ပိုမိုတိကျမှုကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး အလုံးစုံဖွဲ့စည်းပုံကို ပိုမိုရှုပ်ထွေးစေမည်မှာ မလွဲမသွေဖြစ်သည်။
Resonant fiber optic gyroscope (R-FOG) သည် ဒုတိယမျိုးဆက် fiber optic gyroscope ဖြစ်သည်။ တိကျမှုတိုးတက်စေရန် SAGNAC အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် စက်ဝန်းပြန့်ပွားမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် ၎င်းသည် လက်စွပ်သံပြန်ကြားစက်ကို အသုံးပြုသည်။ ထို့ကြောင့် ပိုတိုသော အမျှင်များကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ R-FOG သည် ပဲ့တင်ထပ်နေသော အပေါက်၏ ပဲ့တင်ထပ်သော ပဲ့တင်ထပ်သည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို မြှင့်တင်ရန် ခိုင်ခံ့သော ပေါင်းစပ်အလင်းရောင်အရင်းအမြစ်ကို အသုံးပြုရန်လိုအပ်သော်လည်း ခိုင်ခံ့သောပေါင်းစပ်အလင်းအရင်းအမြစ်သည် ကပ်ပါးသက်ရောက်မှုများစွာကို ပေးဆောင်ပါသည်။ ဤကပ်ပါးဆိုးကျိုးများကို ဖယ်ရှားနည်းသည် လက်ရှိတွင် နည်းပညာဆိုင်ရာ အတားအဆီးဖြစ်သည်။
Stimulated Brillouin Scattering Fiber Optic Gyroscope (B-FOG)၊ တတိယမျိုးဆက် fiber optic gyroscope သည် ယခင်မျိုးဆက်နှစ်ခုထက် တိုးတက်မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် သီအိုရီဆိုင်ရာ သုတေသနအဆင့်တွင် ရှိနေသေးသည်။
optical စနစ်၏ဖွဲ့စည်းမှုအရ: ပေါင်းစပ် optical အမျိုးအစားနှင့်အားလုံး-ဖိုင်ဘာအမျိုးအစား fiber optic gyroscope ။
ဖွဲ့စည်းပုံအရ- ဝင်ရိုးတစ်ခုတည်းနှင့် ဝင်ရိုးပေါင်းစုံ ဖိုက်ဘာအော့ပတစ် gyroscopes။
ကွင်းပတ်အမျိုးအစားအလိုက်- အဖွင့်ကွင်းပတ်ဖိုက်ဘာအော့ပတစ် ဂီရိုစကုပ်နှင့် အပိတ်ကွင်းပတ်ဖိုက်ဘာအော့ပတစ် ဂီရိုစကုပ်။

1976 ခုနှစ်တွင် စတင်မိတ်ဆက်ခဲ့ပြီးကတည်းက၊ fiber optic gyroscope သည် အလွန်ဖွံ့ဖြိုးလာခဲ့သည်။ သို့သော်၊ fiber optic gyroscope တွင် နည်းပညာဆိုင်ရာ ပြဿနာများစွာရှိနေဆဲဖြစ်ပြီး၊ အဆိုပါပြဿနာများသည် fiber optic gyroscope ၏ တိကျမှုနှင့် တည်ငြိမ်မှုကို ထိခိုက်စေပြီး ၎င်း၏ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုများကို ကန့်သတ်ထားသည်။ အဓိကအားဖြင့်-
(၁) အပူချိန်ပြောင်းရွေ့မှု၏အကျိုးသက်ရောက်မှု။ သီအိုရီအရ၊ ring interferometer အတွင်းရှိ back-propagating light path နှစ်ခုသည် တူညီသောအလျားဖြစ်သော်လည်း စနစ်သည် အချိန်နှင့်အမျှ ပြောင်းလဲခြင်းမရှိသည့်အခါမှသာ အတိအကျမှန်ကန်ပါသည်။ စမ်းသပ်ချက်များအရ အဆင့်အမှားအယွင်းနှင့် လည်ပတ်နှုန်းတိုင်းတာမှုတန်ဖိုးသည် အချိန်အပူချိန်၏ဆင်းသက်လာမှုနှင့် အချိုးကျကြောင်းပြသသည်။ အထူးသဖြင့် ပူနွေးသောကာလတွင် ဤအရာသည် အလွန်အန္တရာယ်ရှိသည်။
(၂) တုန်ခါမှု၏ လွှမ်းမိုးမှု။ တုန်ခါမှုသည် တိုင်းတာမှုကိုလည်း ထိခိုက်စေမည်ဖြစ်သည်။ ကွိုင်၏ ကြံ့ခိုင်မှုကောင်းမွန်စေရန်အတွက် သင့်လျော်သောထုပ်ပိုးမှုကို အသုံးပြုရပါမည်။ ပဲ့တင်ထပ်ခြင်းကို တားဆီးရန် အတွင်းပိုင်း စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဒီဇိုင်းသည် အလွန်ကျိုးကြောင်းဆီလျော်မှုရှိရပါမည်။
(၃) polarization ၏လွှမ်းမိုးမှု။ ယနေ့ခေတ်တွင် အသုံးအများဆုံး single-mode fiber သည် dual-polarization mode fiber ဖြစ်သည်။ ဖိုက်ဘာ၏ ခြားနားချက်သည် ကပ်ပါးအဆင့် ခြားနားမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေမည်ဖြစ်သောကြောင့် polarization filtering လိုအပ်ပါသည်။ Depolarization fiber သည် polarization ကို နှိမ်နင်းနိုင်သော်လည်း ကုန်ကျစရိတ် တိုးလာစေသည်။
ထိပ်တန်းစွမ်းဆောင်ရည်များ တိုးတက်စေရန်။ ဖြေရှင်းနည်းအမျိုးမျိုးကို အဆိုပြုထားသည်။ fiber optic gyroscope ၏ အစိတ်အပိုင်းများ တိုးတက်လာခြင်းနှင့် signal processing method များ တိုးတက်ခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။