[發明專利]一種光纖環圈骨架

在審

• 申請號: 201710760128.1
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107621260A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 黃敏
• 申請（專利權）人: 蘇州惠華電子科技有限公司
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及光纖環技術領域，特別是一種光纖環圈骨架。

背景技術

光纖環在光傳輸、光纖陀螺、光延時、光傳感、非線性效應積累等方面有著廣泛的應用，但光纖環損耗的存在限制了其在各種場合下的應用性。光纖環圈用于干涉型光纖陀螺，是光纖陀螺中的一個組件，根據干涉性光纖陀螺儀的原理，來自同一光源的兩束光沿相反的方向傳播，重新匯合后相互干涉，兩束干涉光的相位差與光傳播所經的光路的旋轉角速率成正比，因而，通過探測干涉的光強可測出旋轉角速率。

光纖陀螺誕生于1976 年，是利用光纖傳感技術測量空間慣性轉動速率的一種新型傳感器，自問世以來，就以其突出的性能特點和良好的應用前景引起世界大國的普遍重視。基于光纖陀螺的捷聯式慣性系統具有可靠性高、壽命長、啟動快、功耗低、生產工藝相對簡單等多方面的優勢，因而在軍事裝備及民用領域都有十分重要的使用價值和推廣前景。目前已發展成為慣性技術領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。光纖陀螺的應用前景十分廣闊，它不僅用于飛機、船舶的導航，導彈制導，宇宙飛船的高精度姿勢控制，而且在民用上還可以應用于高級轎車的導向，以及機器人和自動化控制系統等等。光纖陀螺是一種基于Sagnac 效應的光纖角速度傳感器，因其具有體積小，精度高、無機械傳動部件、不存在磨損問題、使用壽命長等一系列優點，廣泛應用于軍事和民用領域。為了滿足實際應用中的需求，在震動、沖擊、溫度急劇變化等各種惡劣環境下，光纖陀螺應具有較高的工作穩定性，而光纖陀螺中的主要敏感部件——光纖環圈，直接決定了光纖陀螺的工作穩定性，因此如何改進光纖環圈的各項性能指標是改進光纖陀螺工作穩定性的一個突破口。

光纖環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。光纖陀螺是一種測量姿態方位的高精度慣性傳感器，由于它具備體積小、精度高、啟動快、動態范圍大、無機械轉動結構等一系列優點，已經被廣泛應用于機器人、艦艇、飛機、導彈等多種領域。根據光纖陀螺的型號不同，常常需要制備各種不同規格的光纖環圈。光纖陀螺是測量載體相對慣性空間角速率的裝置，它消除了傳統機械陀螺與激光陀螺存在運動機構的弊端，以其全固態、高可靠性、大動態范圍、快速啟動、高靈敏度等優點，可廣泛應用于航海、航空、航天、石油勘探等領域。作為新一代的重要慣性測量器件，中低精度的光纖陀螺已經批量生產并大量應用。而在艦船導航等中高精度應用領域，由于光纖陀螺對溫度、振動等環境因素的敏感，遲遲不能確保它在實際應用中的性能。

傳統的光纖環圈制備方法是將光纖直接繞制并固定在骨架上，這樣不僅限制了光纖陀螺中其它器件的布局，而且制約了光纖陀螺體積和重量的進一步減小，更重要的是，由于光纖環圈與骨架之間的熱膨脹性能不匹配，將導致光纖陀螺在溫度變化之下產生應力變化，從而產生非互易相位誤差，造成光纖陀螺的溫度敏感性。在中高精度光纖陀螺中，光纖陀螺的溫度敏感性已經成為制約其發展的主要因素，目前的光纖環圈的溫度漂移（零漂）仍很大，光纖環損耗大。如何提高無骨架光纖環圈的品質已經成為制備無骨架光纖環圈的關鍵問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種光纖環圈骨架，能夠較好的隔絕外界溫度影響，降低了光纖環圈的損耗，提高光纖環圈的溫度穩定性，改善了光纖環圈零漂性。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本發明提出的一種光纖環圈骨架，包括左擋板、右擋板和纏繞環，左擋板的一側且垂直于左擋板面設有中空螺桿，左擋板上環繞所述中空螺桿均勻布置有若干定位螺孔，右擋板設有與中空螺桿匹配的螺孔，纏繞環上設有與所述定位螺孔相對應的用于將纏繞環固定在左擋板上的安裝孔， 纏繞環位于左擋板和右擋板之間，左擋板和右擋板上分別設有出纖孔，出纖孔的直徑大于光纖直徑，纏繞環是由2個半圓環組合而成，半圓環之間設有縫隙；在左擋板、右擋板以及纏繞環的表面均涂覆有絕熱材料，在纏繞環上纏繞4層骨架墊纖，纏繞環上沿光纖繞制方向設有若干光纖槽，相鄰光纖槽的距離與待繞制的光纖直徑一致；左擋板、右擋板的內側壁沿光纖繞制方向設有若干凸凹相間的定位凸起和定位槽，左擋板、右擋板的內側壁上、與凹槽底部距離相同處的凸凹相反。

作為本發明所述的一種光纖環圈骨架進一步優化方案，半圓環之間設有0.5-2mm的間隙。

作為本發明所述的一種光纖環圈骨架進一步優化方案，絕熱材料為聚氨酯材料。

作為本發明所述的一種光纖環圈骨架進一步優化方案，纏繞環的材質與待纏繞的光纖材質一樣。