[发明专利]一种具有气密腔的光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件及其组装方法

说明书

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，具体来说，是一种具有气密腔的光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件及其组装方法，它实现了对光纤线圈的双层磁屏蔽防护和气密封装。

技术背景

光纤陀螺基于萨格奈克效应，是惯性测量领域检测角位移和角速度信号的主流敏感元件。光纤绕制的光纤线圈作为光纤陀螺中最关键的敏感单元，对磁屏蔽、热扰动等环境变化的要求随着陀螺精度的提高而越发苛刻，因此对敏感环组件的磁防护和封装设计必须适应陀螺精度的要求。

公开号为CN103033179的专利申请，虽然实现了对敏感环的独立封装和对光纤线圈的完全磁屏蔽防护，降低了外部温度波动对光纤线圈的影响，提高了敏感环的温度适应性，但是只是单层的磁屏蔽保护，不能实现双层磁屏蔽保护，气密性封装也不是很好。

发明内容

本发明的目的是为了实现对光纤线圈的双层磁屏蔽防护、并使光纤陀螺敏感环组件具有一定程度的气密性封装和良好的温度适应性。

本发明提出一种具有气密腔的光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件，整体是横截面为长方形的扁平圆柱体结构。包括：上壳体，下壳体，上托盘，下托盘，光纤线圈，压环和基座托盘；

光纤线圈是由光纤绕制而成的圆柱环体结构，是整个光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件的感应单元；通过上托盘与下托盘实现光纤线圈的内层磁屏蔽防护。

上托盘和下托盘均为由磁屏蔽材料加工而成的具有环形C型槽的薄壁圆环面结构，下托盘上的C型槽用于承托光纤线圈。上托盘和下托盘端部为企口结构，对扣对接后实现对光纤线圈的内层磁屏蔽防护；保持上下托盘与光纤线圈的间距一致；上托盘与下托盘均具有内法兰，内法兰上加工有螺钉安装孔，作为安装基准，通过螺钉固定在基座托盘上。

基座托盘为圆环柱体结构，位于上下托盘的内法兰之间，基座托盘内壁下方周向均匀设计三个外伸的安装凸台，提供了整个光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件的安装基准面；内壁上方周向加工有环形盘纤凹面和导纤槽，提供了光纤线圈的尾纤盘纤面，光纤线圈的轴线和基座托盘的安装基准面为垂直关系。基座托盘的底部和顶部端面上加工有螺钉孔，通过螺钉实现固连上托盘，下托盘，上壳体和下壳体。

上壳体和下壳体均为由磁屏蔽材料加工而成的圆柱形薄壁盒体结构，分别位于整个光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件的顶部和底部，上壳体上加工有螺钉安装孔和出纤槽；下壳体上加工有螺钉安装孔和三个通孔，上壳体和下壳体端部为企口结构，外部对扣后实现对光纤线圈的外层磁屏蔽防护，保持上下壳体与上下托盘之间的间距一致。

2个压环采用低导热系数材料加工成扁平的圆环体结构，压环端面上加工沉头螺钉孔和通孔；2个压环分别位于上壳体和上托盘之间，下壳体和下托盘之间；

所述具有气密腔的光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件的结构组装过程是：

1)、将光纤绕制成光纤线圈；

2)、将光纤线圈粘接在下托盘的C形槽上；

3)、用沉头螺钉穿过压环将下托盘的内法兰压接在基座托盘的底部并固定；

4)、将光纤线圈的尾纤盘纤在基座托盘的环形盘纤凹面里，对基座托盘的导纤槽和尾纤进行灌封；

5)、将下壳体从基座托盘的下方压靠在压环的底部，用螺钉依次穿过下壳体，压环和下托盘，固定在基座托盘上；

6)、将上托盘放置在基座托盘的顶部并用沉头螺钉穿过压环，将上托盘的内法兰压接在基座托盘的顶部并固定，将尾纤从上托盘企口结构的缺口穿过；

7)、使上托盘和下托盘的企口结构对扣并固接；

8)、将上壳体从基座托盘的上方压靠在压环的顶部，用螺钉依次穿过上壳体，压环和上托盘，固定在基座托盘上；同时将尾纤从上壳体的出纤槽引出；

9)、上壳体和下壳体的企口结构对扣并固接成型。

本发明的优点在于：

1)应用本发明所述具有气密腔的光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件，上下壳体和上下托盘对光纤线圈构成了双层磁屏蔽，实现了对内部光纤线圈的完全双层磁屏蔽防护，并且具有一定程度的气密密封，同时最大程度减少了外部温度变化对内部线圈温度场的影响，具有结构简单、重量轻、装配方便的优势。

2)应用本发明所述具有气密腔的光纤陀螺双层磁屏蔽敏感环组件，壳体与托盘之间、托盘与光纤线圈之间具有间隙基本一致的双层空气间隙，上下壳体、压环、上下托盘的内法兰结构以及基座托盘的环形圆柱面共同构成了容纳光纤线圈的封闭环形气密腔，因而最大程度提高了光纤线圈的环境适应性。