[发明专利]一种光纤环结构及光纤环模拟测温结构

说明书

本发明提供一种光纤环结构及光纤环模拟测温结构，光纤环结构为空心柱状结构且包括在光纤环长度方向上设置的M层光纤，M≥2，其特征在于，光纤环结构包括L根光纤，L≥1，第i根光纤绕设形成在光纤环结构长度方向布置的M_i层光纤，光纤环结构每层光纤上光纤的匝数为N，每匝光纤均围成具有K个边的正多边形；光纤环结构每层光纤上均设置有至少3个布拉格光栅传感器，光纤环结构每层光纤上各个布拉格光栅传感器围成的图形为关于光纤环结构中心轴对称的图形，各个布拉格光栅传感器均设置于正多边形的边上。

技术领域

本发明属于光纤惯导技术领域，将一种新的一种基于光纤光栅的光纤环模拟测温结构应用于光纤陀螺光纤环温度的模拟测量。

背景技术

光纤环是光纤陀螺中的重要元件，用于敏感角速率，当光纤环沿轴向转动时，导致在光纤环中相向传播的两束光信号到达同一点时产生一个萨格纳克相位差，两束光波经过光纤环后由于温度变化引起的相位变化不同（即Shupe效应），Shupe效应严重影响光纤陀螺的精度，在高精度光纤陀螺中需要采用温度补偿的方法，减小Shupe效应带来的零偏漂移，为了达到最佳的温度补偿效果，需要准确测量光纤环整体的温度分布情况。

现有技术中，一般使用温度测量设备在光纤环外侧对光纤环的温度分布进行测量。但是，现有的温度测量设备仅能测量光纤环外边缘、内边缘在光纤环长度方向上的温度分布，而无法测量光纤环内部温度分布情况，而当光纤陀螺中的光纤环绕设匝数（圈数）较多时（例如绕设几十匝），则现有温度测量设备无法实现对距离光纤环内边缘、外边缘均较远的中间位置的温度进行测量，从而使得温度测量设备的测量结果所反映的光纤环温度分布情况非常片面，进而大大影响后续温度补偿的效果。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有温度测量设备的测量结果所反映的光纤环温度分布情况非常片面，进而大大影响后续温度补偿的效果的问题，提供一种光纤环结构。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种光纤环结构，所述光纤环结构为空心柱状结构且包括在光纤环长度方向上设置的M层光纤，M≥2，所述光纤环结构包括L根光纤，L≥1，第i根光纤绕设形成在光纤环结构长度方向布置的M_i层光纤，所述光纤环结构每层光纤上光纤的匝数为N，2≤M_i≤10，N≥5，每匝光纤均围成具有K个边的正多边形，K≥6，i=1,2,……,L；

当L≥2时，M₁层光纤、M₂层光纤、……、M_L层光纤在光纤环结构长度方向上依次设置，从而形成在光纤环长度方向上设置的M层光纤，M₁+M₂+……+M_L=M；

所述光纤环结构每层光纤上均设置有至少3个布拉格光栅传感器，所述光纤环结构每层光纤上各个布拉格光栅传感器围成的图形为关于光纤环结构中心轴对称的图形，各个布拉格光栅传感器均设置于正多边形的边上。