[發明專利]一種用于高精度光纖陀螺的雙層磁防護承環裝置

有效

• 申請號: 201210077918.7
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102620728A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉海霞;張春熹;宋凝芳;蔣鷂飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及一種適用于高精度光纖陀螺的雙層磁防護承環裝置，具體來說，是一種通過采用雙層磁屏蔽結構及承載骨架，對光纖陀螺主要敏感器件光纖環進行磁防護和承載的結構，屬于慣性技術領域。

背景技術

光纖陀螺的基本原理是基于Sagnac效應產生一個非互易的相位差Δφ_R，理論上，磁場環境不應該對光纖陀螺的正常工作產生影響，但只是在光纖環理想的情況下，即光在光纖環中的偏振態不發生變化時才成立。實際應用中，由于光纖環的不理想，如光纖環均勻度不夠高、繞制中螺旋角過大等，光纖陀螺的輸出在磁場存在的情況下會發生明顯的變化。如在磁場作用下，在光纖中傳播的偏振光由于Faraday磁光效應會產生一個非互易的圓雙折射，這個圓雙折射和光纖的扭轉產生的圓雙折射等共同作用，產生Faraday非互易相位差。Faraday效應產生的誤差相位與Sagnac效應產生的相位無法區分，導致光纖陀螺的零位誤差。在實際應用環境中，不可避免的存在磁場干擾，其中包括自然磁場干擾源及人為磁場干擾源。地磁場屬于自然干擾源，近地空間的磁場像一個均勻磁化球體的磁場，為低頻磁場；人為磁場干擾源是由機電或其他人工裝置產生的磁能量干擾，這些磁場在光纖陀螺工作過程中都會產生一個由磁光法拉第效應引起的非互易相位差Δφ_m。即使采用保偏光纖，由于殘余雙折射引起沿光纖的偏振態變化，各微段對應的與偏振態有關的系數不再是一個常數，因此，兩束反向傳播光波之間總的相位差不會完全為零，即存在Δφ_m。Δφ_m的存在會對光纖陀螺，尤其是高精度光纖陀螺的輸出造成影響，特別是當光纖陀螺的敏感軸指向保持不變時，陀螺的輸出測量結果隨位置的轉動而產生較大的偏差，即“六位置”誤差現象等等。因此，為了減小磁場作用下Faraday效應產生的非互易相位差對陀螺輸出精度的影響必須對其光纖環部分采取適當的磁防護措施。

現有用于高精度光纖陀螺的光纖環封裝結構，采用單層磁防護的結構，主要應用于有氣密性要求及磁屏蔽要求的中高精度光纖慣組環境下，如若用在高精度的環境下，則需要將單層磁屏蔽結構體厚度提高到2mm以上。通過計算及仿真分析，在應對復雜磁場的狀況下，單層磁屏蔽結構無法滿足使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于高精度光纖陀螺的雙層磁防護承環裝置，通過采用雙層磁屏蔽結構及承載骨架，對光纖陀螺主要敏感器件光纖環進行磁防護和承載。

一種用于高精度光纖陀螺的雙層磁防護承環裝置，包括內層磁屏蔽封裝結構與外層磁屏蔽外罩。

其中，內層的磁屏蔽封裝結構包括支撐體、磁屏蔽內套、磁屏蔽封蓋、光纖環、Y波導以及引纖端子，支撐體采用非屏蔽材料，為由環狀底盤A、套筒A、Y波導安裝橫梁、連接塊A與連接塊B構成的一體結構，環狀底盤A內圓周與套筒A底端周向相連，環狀底盤A外圓周邊緣為向下的折邊；Y波導安裝橫梁設置在套筒A內側壁上，Y波導安裝橫梁下表面中部內凹，形成Y波導安裝槽，將Y波導固定在Y波導安裝槽內；套筒A內側壁頂部周向均布有至少2個連接塊A，每個連接塊A上分別開有封蓋固定螺孔與上蓋固定螺孔以及開槽盤釘螺孔；開槽盤釘的一端由連接塊B下方穿過開槽盤釘螺孔與連接塊B固定；在套筒A內側壁底部周向均布有至少2個連接塊B，連接塊B上開有底座固定螺孔；連接塊B的底面低于環形圓盤A的下表面，且連接塊B的底面到環形圓盤A底面的距離等于環形圓盤A的折邊的寬度。

磁屏蔽內套為由環狀底盤B、套筒B構成的一體結構；其中，環狀底盤B內圓周與套筒B底端周向相連；套筒B與套筒A間相互固定，套筒B套接在套筒A外側，使環狀底盤B下表面與環狀底盤A上表面貼合；光纖環套在套筒B上，且光纖環的粘結面粘結在環狀圓盤B上；所述磁屏蔽內套采用帶背膠箔材、1J50或1J79，通過航空用膠與支撐體間粘接；上述環狀底盤B與環狀底盤A外圓周邊緣處對應開有缺口。

所述磁屏蔽封蓋為由環形頂盤與環狀外壁以及凸耳構成的一體結構，環形頂盤的外圓周與環狀外壁頂端周向相連，環形頂盤內圓周上周向均勻設計有凸耳；磁屏蔽封蓋與支撐體間的具體連接方式為：磁屏蔽封蓋中環狀外壁底端面、環形頂盤分別與磁屏蔽內套中環形底盤B上表面、套筒B頂端面貼合后，使各個凸耳與支撐體中各連接塊A配合，通過螺栓將凸耳與連接塊A固定擰緊。

支撐體中環形底盤A下表面周向上具有四個弧線形突起，且四個弧線形突起的弧心與環形底盤A中心共點，通過四條弧線形突起將環形底盤A分為內外兩圈；Y波導安裝橫梁上固定安裝有引纖端子，引纖端子位于Y波導安裝橫梁上的Y波導的單路尾纖伸出端相對一端；