[實用新型]一種用于光纖陀螺的光纖環(huán)圈

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020255613.7
• 申請日: 2010-07-13
• 公開（公告）號: CN201837395U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 皮亞斌
• 申請（專利權(quán)）人: 皮亞斌
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于光纖陀螺的光纖環(huán)圈，屬于光纖陀螺技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光纖陀螺誕生于1976年，是利用光纖傳感技術(shù)測量空間慣性轉(zhuǎn)動速率的一種新型傳感器，目前已發(fā)展成為慣性技術(shù)領(lǐng)域具有劃時代特征的新型主流儀表，它與通常使用的機械陀螺和近年來開發(fā)的激光陀螺相比，適用范圍更大，且成本低，體積小，重量輕。光纖陀螺的應(yīng)用前景十分廣闊，它不僅用于飛機、船舶的導(dǎo)航，導(dǎo)彈制導(dǎo)，宇宙飛船的高精度姿勢控制，而且在民用上還可以應(yīng)用于高級轎車的導(dǎo)向，以及機器人和自動化控制系統(tǒng)等等。

光纖環(huán)圈是光纖陀螺的傳感元件，對它的基本要求是消光比要大，互易性要好。如何繞制高質(zhì)量的光纖環(huán)圈，對光纖陀螺的研制十分重要，其繞制方法有多種，比如螺旋繞法、四極繞法、反四極繞法、八極繞法等等。這么多種繞法的核心就是為了實現(xiàn)光纖環(huán)圈的互易性，抑制shupe效應(yīng)。

美國專利US5848213，Low?shupe?bias?fiber?optic?rotation?sensor?coil，揭示了一種使用并帶光纖繞制環(huán)圈的方法：即使用并帶光纖進行繞環(huán)，將并帶的頭子按照一定順序熔接在一起，繞環(huán)后形成環(huán)圈。這樣可以保證繞環(huán)的時候光纖都是平行的。這種方法在環(huán)圈繞制的過程中，增加了許多的光纖熔接接頭，會導(dǎo)致傳感線圈的性能不穩(wěn)定。同時使用這種方法繞制光纖線圈，并沒有很好的辦法來保證兩個旋轉(zhuǎn)方向的互易性，對光纖線圈的溫度穩(wěn)定性沒有很好的改善。

其他相關(guān)的國內(nèi)外專利主要涉及如何在光纖環(huán)圈的固定膠中加入銀粉、碳粉等材料以改善環(huán)圈的溫度傳導(dǎo)性能、或者使用不同的繞制方法以改善環(huán)圈的溫度穩(wěn)定性。根據(jù)多年的研究和試驗證明，使用四極繞法的光纖環(huán)圈在溫度穩(wěn)定性方面的性能是最為優(yōu)良的，因此當(dāng)前的陀螺用光纖環(huán)圈均使用四極繞法，其他的繞制方法鮮有使用。但是由于圓柱形光纖的形態(tài)所限，光纖環(huán)圈在繞制過程中的張力控制、光纖錯位、長度對稱性控制均存在許多困難，使得最終繞制的光纖環(huán)圈質(zhì)量難以達到較好的一致性和穩(wěn)定性，影響了光纖陀螺產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。因此改善光纖環(huán)圈的性能是當(dāng)前光纖陀螺研制的關(guān)鍵之一。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種能改善光纖環(huán)圈的應(yīng)力和溫度敏感性，提高其制作工藝和精度指標(biāo)的用于光纖陀螺的光纖環(huán)圈。

本實用新型為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：包括有傳感骨架和繞制在傳感骨架上的保偏光纖，其特征在于所述的保偏光纖為保偏光纖帶，所述的保偏光纖帶由2×n根保偏光纖并列粘接而成，n為1，2，3…，構(gòu)成芯數(shù)2×n的保偏光纖帶，繞制后的保偏光纖帶兩個端頭中相鄰光纖的首尾熔融相接，第一根光纖的首端和最后一根光纖的尾端分別作為光纖環(huán)圈的輸入端和輸出端。

按上述方案，所述的保偏光纖帶由2根或4根保偏光纖并列粘接而成，構(gòu)成2芯或4芯保偏光纖帶。

按上述方案，所述的保偏光纖帶由保偏光纖通過粘接劑并經(jīng)紫外固化而成；粘接劑為樹脂，樹脂的熱膨脹系數(shù)在光纖環(huán)圈的使用溫度范圍內(nèi)與溫度變化呈線性關(guān)系。

按上述方案，所述的保偏光纖為熊貓型保偏光纖、領(lǐng)結(jié)型保偏光纖、橢圓包層型保偏光纖、橢圓纖芯型保偏光纖或光子晶體型保偏光纖。

按上述方案，所述的保偏光纖帶繞制在傳感骨架上的方式為四極繞法、螺旋繞法、反四極繞法或八極繞法。

按上述方案，所述的繞制在傳感骨架上的各層保偏光纖帶，每層保偏光纖帶緊密并列，上下層保偏光纖帶對應(yīng)各圈上下對齊。

按上述方案，所述的保偏光纖帶為2芯保偏光纖帶，用四極繞法繞制在傳感骨架上，即將保偏光纖帶長度上均分為二，取中點將保偏光纖帶劃分成左、右兩段，先將左段從光纖帶中點開始在傳感骨架上從左到右繞制第一層環(huán)圈，然后將右段從光纖帶中點始在傳感骨架上從左到右繞制第二層環(huán)圈，再從右到左繞制第三層環(huán)圈，繼而將左段光纖帶在傳感骨架上從右到左繞制第四層環(huán)圈，再從左到右繞制第五層環(huán)圈，每繞制兩層左、右段相互交替，直至繞制完所設(shè)計的匝數(shù)，其中最后一層由左段光纖帶從右到左繞制而成，使得左、右段光纖帶在傳感骨架上的繞制匝數(shù)相等；將左、右段光纖帶兩端端頭的光纖分開，然后將左段端頭的一根光纖與右段端頭的另一根光纖熔融連接，并將連接完成的光纖使用固化膠固定在光纖環(huán)圈表面，余下的兩根光纖端頭作為光纖環(huán)圈的輸入段和輸出端。上述描述中，左、右可對應(yīng)互換。

按上述方案，繞制在傳感骨架上的光纖帶由固化膠粘接定位。