doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-6-817-822


УДК 53.096

Оценка задержки детектирования температуры чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа

Смирнов Д.С., Дейнека И.Г., Деветьяров Д.Р., Скляров Ф.В., Мухтубаев А.Б., Востриков Е.В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Смирнов Д.С., Дейнека И.Г., Деветьяров Д.Р., Скляров Ф.В., Мухтубаев А.Б., Востриков Е.В. Оценка задержки детектирования температуры чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 6. С. 817–822. doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-6-817-822


Аннотация
Применение алгоритмической температурной компенсации с использованием внешнего термодатчика требует дополнительной синхронизации его показаний и реакции волоконно-оптического датчика на тепловое воздействие относительно времени регистрации. В работе рассмотрен подход к оценке задержки детектирования изменения температуры сегмента оптического волокна волоконно-оптического гироскопа относительно внешнего датчика температуры. Датчик температуры установлен в конструкции волоконно-оптического контура. Оценка задержки выполнена на основании температур сегмента оптического волокна, получаемых с использованием частотного рефлектометра высокого разрешения и данных температуры датчика, установленного в конструкции волоконно-оптического контура. Произведена оценка задержки детектирования температуры чувствительного элемента волоконно-оптического гироскопа внешним датчиком. Подход дает возможность оценить задержку каждого датчика в составе конструкции на основании детектирования температуры чувствительного элемента относительно внешнего датчика температуры. Полученные величины могут быть использованы для улучшения эффективности компенсации теплового дрейфа волоконно-оптического гироскопа.

Ключевые слова: волоконно-оптические датчики, волоконно-оптическая рефлектометрия, температурные измерения, задержка детектирования, волоконно-оптический гироскоп

Благодарности. Работа выполнена в Университете ИТМО при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, название проекта «Создание производства волоконно-оптических гироскопов для контрольно-измерительных устройств и наземных транспортных систем», соглашение № 075-11-2019-026 от 27.11.2019.

Список литературы
  1. Савин М.А. Математическое моделирование дрейфа волоконно-оптического гироскопа в условиях внешних воздействий:диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Пермский национальный исследовательский политехнический университет.Пермь,2018 [Электронный ресурс]. URL: https://pstu.ru/files/2/file/adm/dissertacii/savin/diss_SavinMA_red25072018.pdf свободный. Яз. рус. (дата обращения: 22.10.2021).
  2. Nikiforovskii D., Smirnov D., Deyneka I., Nikitenko A., Rupasov A. The investigation of FOG output signal dependency on environment temperature at high rates of temperature change // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 1864. N 1. P. 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012009
  3. Климкович Б.В. Влияние случайной погрешности температурных датчиков на качество температурной компенсации смещения нуля ВОГ нейронной сетью // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. № 4. С. 53–70. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0049
  4. Wang G., Wang O., Zhao B., Wang Z. Compensation method for temperature error of fiber optical gyroscope based on relevance vector machine // Applied Optics. 2016. V. 55. N 5. P. 1061–1066. https://doi.org/10.1364/ao.55.001061
  5. Jianli L., Feng J., Jiancheng F., Junchao C. Temperature error modeling of RLG based on neural network optimized by pso and regularization // IEEE Sensors Journal. 2014. V. 14. N 3. P. 912–919. https://doi.org/10.1109/JSEN.2013.2290699
  6. Вахрамеев Е.И., Галягин К.С., Ивонин А.С.,Ошивалов М.А. Методика численного прогнозирования и коррекции теплового дрейфа волоконно-оптического гироскопа // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 1. С. 32–38. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2017-60-1-32-38
  7. Wei X.-T., Liu Y.-Y., Yang G.-L., Zhang W. Analysis of time delay in modeling and compensation of temperature error for FOG // Proc. of the International Conference on Energy Development and Environmental Protection (EDEP). 2016. P. 159–165. https://doi.org/10.12783/dteees/edep2016/5891
  8. Smirnov D., Deyneka I., Kulikov A., Strigalev V., Meshkovsky I. Methods for studying temperature characteristics of a FOG sensing coil // Proc. of the 28th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS 2021). 2021. P. 27–28. https://doi.org/10.23919/icins43216.2021.9470869
  9. Feng W., Shi H.. Xu B., Ding D. Multi-factor fiber coil temperature distribution model of FOG based on distributed fiber temperature sensor // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10460. P. 104601H. https://doi.org/10.1117/12.2285247
  10. Lu P., Lalam N., Badar M., Liu B., Chorpening B.T., Buric M.P., Ohodnicki P.R. Distributed optical fiber sensing: Review and perspective // Applied Physics Reviews. 2019. V. 6. N 4. P. 041302. https://doi.org/10.1063/1.5113955
  11. Luna Technologies. OBR 4600 Optical Backscatter Reflectometer [Электронный ресурс]. URL: https://lunainc.com/sites/default/files/assets/files/resource-library/LUNA-Data-Sheet-OBR-4600-V2.pdf (дата обращения:22.10.2021).
  12. Ito F., Fan X., Koshikiya Y. Long-range coherent OFDR with light source phase noise compensation // Journal of Lightwave Technology.2012. V. 30. N 8. P. 1015–1024. https://doi.org/10.1109/JLT.2011.2167598
  13. Froggatt M.E. Distributed strain and temperature discrimination in polarization maintaining fiber. Patent US7538883B2. 2009.
  14. Roman M., Balogun D., Zhuang Y., Gerald R.E., II, Bartlett L., O’malley R.J., Huang J. A spatially distributed fiber-optic temperature sensor for applications in the steel industry // Sensors (Switzerland). 2020. V. 20. N 14. P. 3900. https://doi.org/10.3390/s20143900
  15. Мухтубаев А.Б. Влияние поляризационных преобразований на сдвиг фазы Саньяка в волоконно-оптическом гироскопе: диссертацияна соискание ученой степени кандидата технических наук /Университет ИТМО.СПб.,2020 [Электронный ресурс]. URL: http://fppo.ifmo.ru/?page1=16&page2=86&number_file=6F1DE8633558BE5ACD4EC3B79AE202EE,свободный. Яз. рус. (дата обращения:22.10.2021).
  16. Новиков Р.Л. Технологическое оборудование и методы повышения качества намотки волоконного контура волоконно-оптического гироскопа: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / НИУ ИТМО. СПб., 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://fppo.ifmo.ru/?page1=16&page2=86&number_file=5B9F43C6ABB5A25253C8F251731F87E1, свободный. Яз. рус. (дата обращения: 22.10.2021).
  17. Zhang Z., Yu F. Analysis for the thermal performance of a modified quadrupolar fiber coil // Optical Engineering. 2018. V. 57. N 1. P. 017109. https://doi.org/10.1117/1.oe.57.1.017109
  18. Унтилов А.А., Егоров Д.А., Рупасов А.В., Новиков Р.Л., Нефоросный С.Т., Азбелева М.П., Драницына Е.В. Результаты испытаний волоконно-оптического гироскопа // Гироскопия и навигация. 2017. Т. 25. № 3. С. 78–85. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2017.25.3.078-085
  19. Рупасов А.В. Исследование метода локального температурного воздействия и его применение для компенсации дрейфа волоконно-оптического гироскопа: диссертация на соискание ученой степени кандадата технических наук/ НИУИТМО. СПб.,2014 [Электронный ресурс]. URL: http://fppo.ifmo.ru/?page1=16&page2=86&number_file=03FA365A54B1D83E9595BF5311453B5D,свободный. Яз. рус. (дата обращения:22.10.2021).


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2022 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика