Nguyên lý và phân loại sương mù

Nguyên lý và phân loại sương mù

(1) nguyên tắc

Nguyên lý của hiện tượng sương mù được gọi là hiệu ứng Sagnac trong vật lý. Trong một đường truyền ánh sáng khép kín, hai chùm tia sáng từ cùng một nguồn sáng sẽ giao thoa khi chúng hội tụ tại cùng một điểm thu nhận. Nếu đường truyền ánh sáng khép kín có sự quay tương đối so với không gian quán tính, chùm tia truyền theo hướng dương và âm sẽ tạo ra sự chênh lệch đường truyền ánh sáng, tỷ lệ thuận với vận tốc của góc quay phía trên. Vận tốc góc quay được tính bằng cách sử dụng sự chênh lệch pha đo được bởi bộ dò quang điện.

Theo công thức, chiều dài sợi quang càng lớn thì bán kính di chuyển quang học càng lớn, bước sóng quang học càng ngắn. Hiệu ứng giao thoa càng rõ rệt. Vì vậy, thể tích sương mù càng lớn thì độ chính xác càng cao. Hiệu ứng Sagnac về bản chất là một hiệu ứng tương đối tính, rất quan trọng đối với thiết kế cảm biến độ ẩm.
Nguyên lý của máy tạo sương mù là một chùm tia sáng được phát ra từ ống quang điện và đi qua bộ ghép (một đầu đi vào ba điểm chặn). Hai chùm tia đi vào vòng tròn theo hai hướng khác nhau rồi quay trở lại thành một vòng tròn để chồng chất kết hợp. Ánh sáng phản xạ trở lại đèn LED và được đèn LED phát hiện cường độ. Nguyên lý của máy tạo sương mù có vẻ đơn giản, nhưng điều quan trọng nhất là làm thế nào để loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến đường đi quang học của hai chùm tia – một vấn đề cơ bản để tạo ra sương mù.

Nguyên lý hoạt động của con quay hồi chuyển sợi quang

(2) phân loại

Theo nguyên lý hoạt động, con quay hồi chuyển sợi quang có thể được chia thành con quay hồi chuyển sợi quang giao thoa (I-FOG), con quay hồi chuyển sợi quang cộng hưởng (R-FOG) và con quay hồi chuyển sợi quang tán xạ Brillouin kích thích (B-FOG). Hiện nay, con quay hồi chuyển sợi quang hoàn thiện nhất là con quay hồi chuyển sợi quang giao thoa (con quay hồi chuyển sợi quang thế hệ đầu tiên), được sử dụng rộng rãi. Nó sử dụng cuộn dây sợi quang nhiều vòng để tăng cường hiệu ứng Sagnac. Mặt khác, một giao thoa kế vòng kép được cấu tạo từ cuộn dây sợi quang đơn mode nhiều vòng có thể cung cấp độ chính xác cao, điều này sẽ làm cho toàn bộ cấu trúc phức tạp hơn.
Theo loại vòng lặp, cảm biến sương mù có thể được chia thành cảm biến sương mù vòng hở và cảm biến sương mù vòng kín. Cảm biến con quay hồi chuyển sợi quang vòng hở (OGG) có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, giá thành thấp, độ tin cậy cao và tiêu thụ điện năng thấp. Mặt khác, nhược điểm của OGG là độ tuyến tính đầu vào-đầu ra kém và dải động nhỏ. Do đó, nó chủ yếu được sử dụng làm cảm biến góc. Cấu trúc cơ bản của cảm biến con quay hồi chuyển sợi quang vòng hở (IFOG) là một giao thoa kế chùm tia kép dạng vòng. Do đó, nó chủ yếu được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu độ chính xác thấp và kích thước nhỏ.
Chỉ số hiệu suất của sương mù
Sương mù chủ yếu được sử dụng để đo vận tốc góc, và bất kỳ phép đo nào cũng đều có sai số.

(1) tiếng ồn

Cơ chế nhiễu của sương mù chủ yếu tập trung ở phần phát hiện quang học hoặc quang điện, quyết định độ nhạy phát hiện tối thiểu của độ ẩm. Trong con quay hồi chuyển sợi quang (FOG), tham số đặc trưng cho nhiễu trắng đầu ra của tốc độ góc là hệ số bước ngẫu nhiên của băng thông phát hiện. Trong trường hợp chỉ có nhiễu trắng, định nghĩa của hệ số bước ngẫu nhiên có thể được đơn giản hóa thành tỷ lệ giữa độ ổn định độ lệch đo được và căn bậc hai của băng thông phát hiện trong một băng thông cụ thể.

Nếu có các loại nhiễu hoặc biến thiên khác, chúng ta thường sử dụng phương pháp phân tích phương sai của Allan để tìm ra hệ số bước ngẫu nhiên bằng một phương pháp thích hợp.

(2) Độ trôi bằng không

Việc tính toán góc là cần thiết khi sử dụng sương mù. Góc được thu được bằng cách tích phân vận tốc góc. Tuy nhiên, độ trôi tích lũy theo thời gian dài, và sai số ngày càng lớn. Nói chung, đối với các ứng dụng phản hồi nhanh (ngắn hạn), nhiễu ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống. Hơn nữa, đối với các ứng dụng định vị (dài hạn), độ trôi bằng không có ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống.

(3) Hệ số tỷ lệ (scale factor)

Sai số hệ số tỉ lệ càng nhỏ thì kết quả đo càng chính xác.

Công ty TNHH Quang điện tử Bắc Kinh Rofea, tọa lạc tại “Thung lũng Silicon” của Trung Quốc – Bắc Kinh Zhongguancun, là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên phục vụ các viện nghiên cứu, trường đại học và cán bộ nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước. Công ty chúng tôi chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển độc lập, thiết kế, sản xuất, kinh doanh các sản phẩm quang điện tử, đồng thời cung cấp các giải pháp sáng tạo và dịch vụ chuyên nghiệp, cá nhân hóa cho các nhà nghiên cứu khoa học và kỹ sư công nghiệp. Sau nhiều năm đổi mới độc lập, công ty đã hình thành một loạt sản phẩm quang điện tử phong phú và hoàn thiện, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như đô thị, quân sự, giao thông vận tải, điện lực, tài chính, giáo dục, y tế và nhiều ngành khác.

Chúng tôi rất mong được hợp tác với bạn!