[实用新型]一种抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤陀螺技术领域，具体涉及一种抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备装置。

背景技术

光纤传感环圈是光纤陀螺中利用萨格奈克机制工作，敏感旋转角增量的核心部件，由于光纤本身是一种非常灵敏的传感器，它对温度、磁场、应力等作用因素都极为敏感，因此光纤传感环圈不可避免受到这些因素的影响。一直以来，温度性能是光纤陀螺研究和工程化应用中的重要指标，环境温度会直接和间接诱导产生附加相位误差，与旋转引入的相位差叠加起来无法区分，从而造成光纤陀螺的零位误差，而对温度误差贡献最大的即为光纤传感环圈。

目前，普遍采用四极对称的方法缠绕光纤环圈，在《光纤陀螺敏感环圈的温度漂移特性机绕圈技术研究》中（中国惯性技术学报，1998年06期）详尽论述了四极对称绕法及其优点，极大抑制了环圈中因温度引起的非互易相位误差，但是无法完全消除空间温度梯度引发的shupe效应误差。为了进一步抑制温度效应，交叉式四极对称绕法被提出来（美国专利5465150），环圈整体被划分为若干个满足四极对称要求的缠绕子区，相邻子区之间中点左右两侧光纤的缠绕顺序相反，以此克服环圈内部的空间温度梯度影响，然而，由于缠绕水平的限制，这种绕法仍然不能有效抑制温度shupe效应误差。

传感环圈主要由骨架、保偏光纤和固化胶构成，环圈骨架支撑缠绕光纤层并由固化胶固定成为整体，提高环圈机械强度。根据不同的机械强度、热参数和重量要求，骨架通常可以采用铝合金或者钛合金材料，但是这些材料都具有一定的热膨胀系数，无法与光纤及固化胶完美匹配，并且由于光纤在一定的张力下缠绕于骨架表面，如果受到骨架热膨胀应力作用，光纤所受张力值增加，光学性能遭到损害，由此导致环圈性能下降，此外，光纤层间的缠绕差异、光纤环整体导热的快慢影响和四极对称本身带来的光纤长度控制误差，同样是损害光纤陀螺温度性能的主要因素，光纤陀螺在温变环境下，特别是恶劣的温变环境下，表现出明显的零位漂移。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题为：提供一种抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备装置，弥补现有技术方法的不足，抑制温度对陀螺性能的不利影响，减小温变环境下陀螺的零位漂移，提高陀螺精度和工程化应用水平。

本实用新型的技术方案如下所述：

一种抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备装置，包括环圈骨架，整体呈上下端面开放的中空圆柱形，环圈骨架外侧壁竖直方向的中部设有水平伸出的片状挡板，将环圈骨架分为上、下两个子区。

作为优选方案，所述环圈骨架采用铝合金或钛合金；所述片状挡板的数量为8个，其沿圆周方向均匀分布在环圈骨架外侧壁中部，挡板的高度应大于环圈骨架缠绕的保偏光纤厚度。

作为进一步的优选方案，环圈骨架直径为100mm；片状挡板的宽度与挡板间距比例为1：1；挡板高度高出环圈骨架缠绕的保偏光纤厚度2～5mm。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的一种抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备装置，通过采用特殊的环圈骨架结构，完成一个骨架上两个独立光纤线圈的四极对称缠绕，抑制温度引起的shupe相位误差，提高陀螺的温度性能。

附图说明

图1为本实用新型的抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈剖面结构示意图；

图2为环圈骨架俯视图。

图中，1-环圈骨架，2-挡板，3-保偏光纤，4-上环起绕点，5-下环起绕点，6-上环的顺/逆时针出纤，7-下环的顺/逆时针出纤。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备装置进行详细说明。

一种抑制光纤陀螺温度漂移的传感环圈制备方法，包括以下步骤：

步骤1

采用有机溶剂清洗设有上下分区挡板2的环圈骨架1，去除环圈骨架1缠绕面上的附着物和污染物。

步骤2

将环圈骨架1和两根相同长度的保偏光纤3放入高温实验箱中加热至60～100℃，保温5～20小时进行除潮，去除材料表面的水汽，避免影响固化胶固化。本实施例中，加热温度为80℃，保温时间为5小时。

步骤3

从高温实验箱中取出除潮后的环圈骨架1和两根保偏光纤3。