Wat is een glasvezel-gyroscoop?

Een glasvezelgyroscoop is een apparaat dat de rotatiebeweging van het platform of object waarop het zich bevindt, meet door het gebruik van glasvezeltechnologie. Dit platform kan alles zijn wat beweegt, inclusief een auto, boot, vliegtuig of ruimtevaartuig. Een vezeloptische gyroscoop wordt meestal gebruikt voor stabilisatie en navigatie.

Het enige dat nodig is voor het bouwen van een vezeloptische gyroscoop zijn optische vezel, een lichtbron, een straalsplitser en een detector. Eerst zendt de lichtbron op vooraf ingestelde intervallen een lichtstraal uit, die de splitser in twee afzonderlijke fotonen verdeelt. Vervolgens worden die twee stralen in tegengestelde richtingen langs de optische vezel verzonden.

De lengte van de optische vezel varieert in verschillende gyroscopen. In feite kunnen de grootste gyroscopen 5 km optische vezel bevatten, strak opgerold, hoewel de meeste veel kleiner zijn. De detector registreert wanneer elk foton arriveert en berekent het tijdsverschil tussen beide.

Dit gebruik van glasvezeltechnologie wordt verklaard door het Sagnac-effect. Wanneer de gyroscoop perfect stil is, komen de twee lichtstralen op hetzelfde moment aan. Aan de andere kant, wanneer de gyroscoop roteert of kantelt, wordt de trip van één foton ingekort. Door het tijdsverschil tussen de terugkeer van elke foton te meten, kan de gyroscoop precies bepalen op welke manier het platform draait en hoe snel.

Een gyroscoop kan veel informatie over zijn beweging bepalen, dus het is uiterst nuttig als stabilisator. Een vezeloptische gyroscoop kan worden gebruikt om wapens te stabiliseren, zoals een roterend pistool bovenop een bewegende tank. In grote schepen wordt het vaak gebruikt om de satellietantenne te stabiliseren zodat schepen radiocommunicatie onderhouden, zelfs tijdens ruwe zeeën.

Een ander doel van een vezeloptische gyroscoop is navigatie. Wanneer een globaal positioneringssysteem (GPS) en een glasvezelgyroscoop worden gecombineerd, staat het resulterende apparaat bekend als een inertieel navigatiesysteem (INS). Een INS bepaalt de positie van het platform, zijn snelheid en zijn oriëntatie. Alles, van auto's en monorails tot boten en vliegtuigen, kan hiervan profiteren. Zelfs sommige ruimtevaartuigen en satellieten hebben een gyroscoop voor nauwkeurige navigatie.

In vergelijking met andere soorten gyroscopen is de vezeloptische gyroscoop kleiner, lichter en duurzamer. Het bestaat voornamelijk uit zeer lichtgewicht optische vezel; mechanische gyroscopen hebben verschillende metalen stukken die op een standaard zijn gemonteerd. Een vezeloptische versie gaat langer mee dan zowel mechanische als gasdragende gyroscopen omdat het geen draaiende delen heeft. Het vezeloptische type gyroscoop is ook zeer nauwkeurig omdat het veranderingen tot slechts één graad per uur kan detecteren.