Shenzhen FOVA Technology Co.,Ltd

Tecnologia di base del modulo di misurazione delle distanze laser nell'analisi industriale e militare

Tecnologia di base del modulo di misurazione delle distanze laser nell'analisi industriale e militare   I. Applicazioni industriali   Produzione automatizzata e controllo di precisione   La tecnologia di intervallo di tipo di fase (precisione in millimetri) è utilizzata per il monitoraggio in tempo reale delle dimensioni della carrozzeria nella produzione automobilistica per garantire la coerenza dell'imbottitura,saldatura e altri aspetti del processo. I moduli a lungo raggio pulsati (ad esempio a 5 km) sono utilizzati per il rilevamento delle deformazioni dei grandi container e il monitoraggio dell'altezza di impilazione dei materiali nelle linee di produzione.supporto per la misurazione dinamica senza contatto. La navigazione dei robot si basa su moduli laser per fornire dati di posizionamento spaziale tridimensionali per realizzare la presa e l'assemblaggio precisi dei bracci robotici, con controllo degli errori entro±Un millimetro.   Monitoraggio della costruzione e dell'ingegneria   I moduli laser di fase (serie B da 150 m) sono utilizzati per il monitoraggio della deformazione di grandi strutture come ponti e gallerie, con una precisione a livello millimetrico che cattura le variazioni di spostamento di 0,1 mm. Moduli integrati combinati con algoritmi di intelligenza artificiale (ad es.️Luce + IA️La soluzione) è in grado di rilevare i difetti sulle superfici di costruzione con una precisione di identificazione di 2,5 pixel (equivalente alla localizzazione della punta di un ago di ricamo su un campo da calcio).   Sfide di adattamento all'ambiente   In scenari industriali, il modulo deve resistere a interferenze di polvere, olio e vibrazioni.La nuova generazione di prodotti è ottimizzata con cavità ottica sigillata e algoritmi anti-interferenza per garantire un funzionamento stabile sotto -20°Cfino a +60°Cambiente. In secondo luogo, le applicazioni militari   Ricognizione e guida dei bersagli   Il modulo laser a raggio pulsato (ad es. lunghezza d'onda 1535 nm) può localizzare con precisione obiettivi nemici a 5 km di distanza con un errore di≤0.5m, e supporta la guida end-to-end del missile e la correzione balistica. Tecnologia di misurazione laser satellitare (livello di precisione micro-radian) per il tracciamento di obiettivi spaziali Terra-Luna, supporta 380.000 chilometri di misurazione e controllo a distanza ultra lunga.   2.Sistemi di difesa e di attacco   Il sistema di fusione radar-laser (ad esempio radar a banda X + telemetro laser) può tracciare 200 obiettivi, con una precisione di posizionamento di 0,2 m per micro UAV a livello di 0,5 cm e con laser ad alta energia da 8000 W per raggiungere 0.Fusione in 3 secondi di strutture in lega di alluminio. Meccanismo di risposta a più livelli combinato con algoritmo di previsione dinamica della traiettoria, l'errore di previsione della traiettoria di un bersaglio ad alta velocità di 20 m/s è < 0,5 cm, supporta l'accecamento laser,repulsione stroboscopica e intercettazione graduale distruttiva.   Capacità di combattimento in ogni tempo   Il modulo militare migliora la penetrazione della pioggia e della nebbia attraverso la commutazione delle lunghezze d'onda (1.06μm e 10.6μm regolazione adattiva), combinata con la tecnologia di compensazione dei disturbi atmosferici, l'intervallo effettivo è aumentato del 40%. La progettazione anti-interferenza elettromagnetica (ad esempio la tecnologia MIMO array) garantisce una precisione di rilevamento del 98,7%, adattandosi all'ambiente complesso del campo di battaglia.   3.Confronto delle tecnologie di base Scenario di applicazione Tipo di tecnologia Parametro di prestazione Prodotto/soluzione tipico Ispezione di precisione industriale Distanza di fase laser Accuratezza±1 mm, raggio 150 m Modulo di fase serie B Attacco a bersagli militari Distanza laser pulsata 5 km, tempo di distruzione.≤0.8 Modulo FOVA 1535nm Difesa multi-obiettivo Fusione radar-laser Tracciamento di 200 bersagli, errore di traiettoria < 0,5 cm Sistema di integrazione radar-ottica   4.la direzione dell'innovazione tecnologica   L'aspetto industriale: sviluppare moduli miniaturizzati (come il VL53L0X di dimensione 4.4×2.4 mm) incorporati in apparecchiature intelligenti, supportano un feedback flessibile in tempo reale della linea di produzione. Militare: aumentare la densità energetica delle armi laser, realizzare l'implementazione modulare di laser a fibra da 10.000 watt, e ridurre il tempo di risposta della distruzione a millisecondi.

Principio di funzionamento dettagliato del giroscopio in fibra ottica

Principio di funzionamento dettagliato del giroscopio in fibra ottica   In primo luogo, il principio fondamentale: basato sull'effetto Sagnac.   Relazione tra differenza di raggio ottico e velocità angolare Giroscopio in fibra ottica attraverso la rilevazione dello stesso percorso ottico chiuso nella propagazione inversa della differenza di fase tra i due fasci di luce per dedurre la velocità angolare.   Quando una fibra ottica ruota attorno a una bobina con un vettore, il fascio che si propaga nella direzione di rotazione subisce un percorso ottico più lungo del fascio che si propaga nella direzione opposta,con un'intensità di potenza di potenza superiore a 50 W,; La differenza di intervallo ottico è proporzionale alla velocità angolare di rotazione e la velocità angolare può essere calcolata misurando la differenza di fase o il cambiamento delle frange di interferenza.     In secondo luogo, la struttura chiave e il flusso di lavoro   Composizione dei componenti   bobina di fibra ottica: il componente centrale, generalmente costituito da centinaia o migliaia di metri di avvolgimento in fibra ottica, utilizzato per formare un percorso ottico chiuso; sorgente luminosa e rilevatore: la sorgente luminosa laser emette segnali luminosi e il rilevatore cattura il cambiamento di intensità luminosa dopo l'interferenza; Modulo di elaborazione del segnale: converte la differenza di fase in un segnale elettrico e fornisce dati di velocità angolare.   Passi di lavoro   Il fascio laser è diviso in due fasci dal divisore di fasci e si propaga nel senso orario e in senso antiorario lungo la bobina in fibra ottica; I segnali ottici convergono e interferiscono al rivelatore, e la rotazione provoca un cambiamento della differenza di fase; La velocità angolare del vettore viene invertita rilevando il cambiamento dell'intensità di interferenza.   Terzo: Classificazione della tecnologia e vantaggi Evoluzione della tecnologia   Quarta generazione di giroscopio ottico: rispetto al giroscopio meccanico e al giroscopio laser, il giroscopio in fibra ottica non presenta parti mobili, una forte resistenza agli urti e una durata più lunga; Tipo ad alta precisione: giroscopio in fibra ottica di navigazione raggiunge una stabilità a biaso zero migliore di 0,001°/h, adatto per veicoli spaziali e guida di precisione.   Vantaggi unici   Alta sensibilità: è possibile misurare una velocità angolare molto piccola (ad esempio, la velocità di rotazione della terra di 15°/h); Adattabilità ambientale: resistenza alle alte temperature, interferenze anti-elettromagnetiche, adatte alle condizioni estreme; Struttura compatta: progettazione miniaturizzata adatta a UAV, robot e altre attrezzature miniaturizzate.   Quarto:Applicazioni tipiche Campo militare: guida missilistica, sistema di stabilizzazione della portata del carro armato; Campo civile: controllo dell'atteggiamento degli UAV, navigazione dei treni ad alta velocità, monitoraggio della salute dei ponti; Aerospaziale: regolazione dell'atteggiamento satellitare, navigazione inerziale dei veicoli spaziali.   Attraverso il suddetto principio e la progettazione strutturale, il giroscopio in fibra ottica realizza una misurazione della velocità angolare ad alta precisione e a bassa deriva,e diventa uno dei componenti principali del sistema di navigazione inerziale.   Traduzione con DeepL.com (versione gratuita)    

Analisi di soluzioni tecnologiche di giroscopi in fibra ottica ad alta precisione

Analisi di soluzioni tecnologiche di giroscopi in fibra ottica ad alta precisione   1. Architettura tecnologica di base   Effetto Sagnac e rilevamento delle differenze di fase Il giroscopio in fibra ottica si basa sull'effetto Sagnac.mediante la misurazione del movimento angolare innescato dalla differenza di fase tra i due fasci di propagazione inversa della luce per ottenere il rilevamento della velocità angolareIl percorso ottico di base adotta un design di cavità di risonanza dell'anello di fibra che conserva il bias, riducendo l'errore di polarizzazione a 0.0001°Scala H.   Processo di elaborazione del segnale a circuito chiuso adottazione di una tecnologia di controllo a circuito chiuso interamente digitale (ad esempio, architettura FPGA+ASIC) per compensare in tempo reale l'errore non lineare nel percorso ottico,migliorare la velocità di risposta dinamica a più di 10 kHz, e supportano la cattura istantanea della velocità angolare in scene di rotazione ad alta velocità.   Ottimizzazione della sorgente luminosa in fibre dopate con erbio E '...tecnologia di sorgente luminosa ultra fluorescente in fibra dopata di biomo per ottenere un'uscita a basso rumore ad ampio spettro (stabilità della lunghezza d'onda < 0,1 ppm), la durata della sorgente luminosa è estesa al livello di 100.000 ore,riducendo significativamente l'impatto delle fluttuazioni dell'intensità luminosa sulla precisione.   2. il programma di progettazione del sistema   Modulo di sorgente luminosa   Laser a pompa integrato a 980 nm e amplificatore di fibra dopato con erbio, stabilità di potenza di uscita di±0.01%. Combinato con il circuito di controllo della temperatura (precisione di±0.01°C), per eliminare la deriva della lunghezza d'onda della sorgente luminosa causata dall'errore di misura.   Fibra ottica di circuito   Adottando un anello a fibra ottica a quadrupolo di diametro di 150 mm avvolto simmetricamente per sopprimere le vibrazioni e le interferenze del gradiente di temperatura. La tecnologia di incapsulamento blindato a più strati±0.001°/h stabilità a biasi zero.   Unità di elaborazione del segnale   Basato su una tecnologia di amplificazione digitale a blocco di fase (ad es. chip AD630) per estrarre segnali di fase deboli. Differenza di fase minima rilevabile

Analisi degli indicatori di base del giroscopio in fibra ottica

Analisi degli indicatori di base del giroscopio in fibra ottica   1. Zero Bias e Zero Bias Stability   Definizione e significato   Bias zero: la velocità angolare equivalente di uscita del giroscopio quando la velocità angolare di ingresso è pari a zero, che corrisponde idealmente alla componente di rotazione della terra. Stabilità di bias zero: il grado di dispersione di bias zero (espresso come deviazione standard), che è l'indice di precisione di base, e i prodotti strategici possono raggiungere 0.001°/h (1σ)).   Fattori di influenza e ottimizzazione   Disturbazione della temperatura: le variazioni della temperatura ambiente provocano uno spostamento di fase non reciproco delle bobine in fibra ottica.che deve essere soppresso da algoritmi di controllo della temperatura o di compensazione (drift≤0.1°/h in tutta la zona di temperatura). Rumore di polarizzazione: la fibra ottica che conserva la polarizzazione e la tecnologia di filtraggio della polarizzazione sono adottate per ridurre l'impatto delle fluttuazioni di polarizzazione sul bias zero.     2.Fattore di scala e errore non lineare   Parametri chiave   Fattore di scala: il rapporto tra velocità angolare di uscita e di ingresso, che riflette la sensibilità, l'errore non lineare dei prodotti di navigazione è≤50 ppm (in scala completa 300°/s). Stabilità: influenzata dai cambiamenti di temperatura e di stato di polarizzazione, l'accuratezza dell'adattamento lineare deve essere verificata con l'input dinamico della velocità angolare.   Verifica dinamica delle prestazioni   Prova di risposta ad alta velocità: nell'intervallo della velocità angolare di ingresso 0,1~1000°/s, il tempo di risposta è≤1ms, e la deviazione della precisione di tracciamento è≤ ±00,5%.   3- Sì.il coefficiente di erratazione casuale e le caratteristiche del rumore   Classificazione dell'indice del rumore   Wander angolare casuale (ARW): riflettendo il rumore bianco della velocità angolare,≤0.0005°/√h per i prodotti di grado strategico. Densità acustica: potenza acustica per unità di larghezza di banda e ARW c'è una relazione di conversione (valore tipico≤0.001°/sec/√Hz).   Fonte di rumore   Le radiazioni spontanee fotoniche, il rumore del circuito del rilevatore, le vibrazioni meccaniche, ecc., devono combinare filtraggio digitale e progettazione anti-vibrazione per ridurre l'impatto.   4.Varietà dinamica e sensibilità   Limite e risoluzione   Limita: velocità angolare minima rilevabile (livello strategico)≤0.0001°/h). Risoluzione: misurazione della sensibilità incrementale, direttamente correlata al livello di rumore.   Velocità angolare massima di ingresso   Intervallo dinamico tipico±1500°/s, supporta manovre di veicoli ad alta velocità e cattura istantanea della velocità angolare.   5. Adattabilità ambientale   Dominio di temperatura e resistenza alle vibrazioni   Temperatura di funzionamento: -40°C a + 85°C (standard di grado militare), zero variazione di bias≤0.1°/h dopo la compensazione della deriva di temperatura. Resistenza alle vibrazioni: fluttuazione di uscita≤0.03°/s sotto vibrazione assiale 3 g RMS (10Hz~2000Hz).   Compatibilità elettromagnetica   Il design del pacchetto blindato e del circuito anti-interferimento è adottato per mantenere una potenza stabile sotto 100 kV/m di intensità di campo.   6.Confronto della classificazione tipica delle prestazioni Livello di prestazioni Stabilità a bias zero (°/h) Coefficiente di errore casuale (°/√h) Scenario di applicazione Grado tattico≤0.01≤0.01 navigazione UAV Grado di navigazione≤0.001≤0.001 Guida inerziale sottomarina Livello strategico≤0.0001≤0.0005 Guida ICBM   7Tecnologia di compensazione degli errori Controllo a circuito chiuso interamente digitale Sulla base dell'architettura FPGA+ASIC, correzione in tempo reale dell'errore non lineare del percorso ottico per migliorare la stabilità e la risposta dinamica a bias zero. Fusione multi-sensore Integrazione di sensori di temperatura e vibrazione, compensazione in tempo reale dei disturbi ambientali mediante filtraggio Kalman (errore integrato)≤0.0015°/h). Norme di prova e verifica Utilizzato per quantificare la stabilità a bias zero e il coefficiente di errore casuale. Calibrazione dinamica: in combinazione con la tavola rotante ad alta precisione per simulare le condizioni di lavoro effettive, verificare l'errore del fattore di scala e la precisione di tracciamento.   Attraverso l'ottimizzazione e la verifica dei suddetti indici di base, il giroscopio in fibra ottica ha raggiunto scoperte tecnologiche nei settori della navigazione ad alta precisione,guida delle armi strategiche, ecc., e ha gradualmente sostituito il tradizionale giroscopio meccanico.

Partecipato alla 18a Mostra Internazionale dell'Aerospazio e della Difesa di Dubai

È apparso all' International Sensor and Application Technology Exhibition di Shenzhen

14 aprile 2024, Shenzhen International Sensor and Application Technology Exhibition, in Shenzhen Convention and Exhibition Center (Futian) inaugurazione!La mostra durerà tre giorni.Come grande raduno della catena dell'industria dei sensori, Sensor Shenzhen riunirà più di 100 figure principali dei giganti dei sensori internazionali, più di 1.000 leader delle imprese di sensori nazionali,più di 600 imprese globali della catena industriale dei sensori, e 20+ aree espositive di tecnologie chiave. 20+ forum di applicazione tecnologica professionale, incentrati sullo sviluppo di nuovi impulsi nel campo della percezione, nuovi formati, attirando più di 20,000 visitatori professionali.