[发明专利]光纤环温度性能测量装置及方法

说明书

本发明属于光纤环技术领域，具体涉及一种光纤环温度性能测量装置及方法。该装置包括：结构组件、光纤环测试模块、温度控制模块，其中，结构组件包括基座、支撑件、金属托盘、测试基准台、顶罩；光纤环测试模块包括光路组件、电路组件和结构件，用于测量光纤环的性能；温度控制模块包括加热模块、温度传感器、控制模块。本发明能够利用测量装置中的温度控制模块精确模拟实际使用环境的温度变化或温升梯度，利用光纤环测试模块测量光纤环在模拟实际使用工况下在陀螺级的零偏漂移和在惯组级的对准精度误差。

技术领域

本发明属于光纤环技术领域，具体涉及一种光纤环温度性能测量装置及方法。

背景技术

光纤环是光纤陀螺的传感核心器件之一，与Y波导集成光学芯片等其他光学器件一起构成了光纤Sagnac干涉仪，主要用于精确测量光纤环轴向的旋转角速度。光纤环由一定长度的光纤按照特定工艺缠绕而成，在缠绕成型过程中或缠绕结束施加胶水固定，用来提高光纤环的稳定性和可靠性。而由于光纤缺陷、缠绕过程中的不确定因素，光纤环内部不可避免会存在不对称分布的应力，当环境温度发生变化时，不对称分布的应力点会产生非互易相移。这种由温度变化引起的相移与旋转引起的相移无法分辨，在光纤陀螺中会产生较大的漂移误差并影响其应用。因此在光纤环生产过程中通常需要增加温度测试项目来考核其性能。

通常采用的方法是利用温度试验箱给光纤环提供特定的温度变化，来完成光纤环筛选。这一方法有以下缺陷，一是温度试验箱内温度场变化与实际使用工况的温度场变化不一致，测试指标与实际使用性能之间对应关系不理想；二是测试时间较长，通常需要十个小时以上，效率较低；三是测试时光纤环尾纤需要从温箱中引出，去连接温箱外的测试系统，而光纤环的尾纤是敏感光纤，两根光纤上任何应力的不对称都会产生很大的误差，经常导致测试准确性和重复性不理想。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种简单、低成本、高效率的光纤环温度性能测试装置及方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种光纤环温度性能测量装置，其包括：基座1、光纤环测试模块2、支撑件3、金属托板4、加热组件5、环基准台6、待测光纤环7、温度传感器9、连接光纤10、温度控制组件12、电连接器13；

所述光纤环测试模块2固定在基座1上，通过连接光纤10与待测光纤环7连接，光纤环测试模块2上的电连接器13用于连接上位机；

所述金属托板4通过支撑件3支撑设置于基座1上方；

所述加热组件5、温度传感器9、温度控制组件12构成温度控制模块，加热组件5安装在金属托板4底部中心位置，环基准台6固定在金属托板4顶部中心位置，待测光纤环7设置于环基准台6上端面上，温度传感器9粘贴在环基准台6上。

其中，所述装置还包括顶罩8，所述顶罩8倒扣在金属托板顶部4上，环基准台6、待测光纤环7、温度传感器9置于顶罩8内部。

其中，所述金属托盘4用于实现均匀的热场分布；

所述加热组件5与金属托盘4底部接触面涂导热硅脂，利于热传导；

环基准台6用于为待测光纤环7提供测试基准，同时减缓热传导速率，顶罩8用于将待测光纤环7与外界空气流隔离，提高测量精度。

其中，所述金属托盘4选用具有良好导热系数的金属材料加工。

其中，环基准台6为等厚度非金属材料。