[發明專利]一種改善光纖陀螺環圈性能的尾纖施膠工藝方法

有效

• 申請號: 201811288233.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109186583B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 劉伯晗;鄭志勝;趙小明;楊正;左文龍
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;B05D7/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種改善光纖陀螺環圈性能的尾纖施膠工藝方法，首先，用一種打底膠進行鋪底，形成底層膠層；然后在打底膠上層進行中間膠層光纖膠粘接光纖尾纖；最后在最上層加入保溫隔熱膠，形成頂層膠層。本發明所提出的尾纖施膠工藝方法是一種先進的工藝設計理念，具有適應面廣、操作性強的特點，對降低環圈環境干擾具有較強應用價值，該成果具有創新性，適合推廣應用。

技術領域

本發明涉及光纖陀螺技術領域，尤其是一種改善光纖陀螺環圈性能的尾纖施膠工藝方法。

背景技術

光纖陀螺是一種基于Sagnac效應的光纖角速率傳感器，具有體積小、精度高、全固態、使用壽命長、動態范圍大等優點。基于光纖陀螺的捷聯式慣性導航系統已被廣泛應用于航天航空、艦艇導航等領域。

光纖環圈作為光纖陀螺中的敏感核心，其性能直接影響陀螺的精度。當光纖環圈所處的環境因素發生變化時，在光纖環圈中反向傳播的兩束光波將產生非互易性相位差，這種非互易性相移與角速度引起的Sagnac相移在解調過程中不可分離，直接影響環圈的敏感角速度的準確性。造成上述非互易性誤差的根本原因是光纖敏感環圈存在應力分布不對稱，從而引起環圈相移發生變化。

隨著光纖陀螺環圈繞制工藝的不斷成熟，其環圈內部的不對稱性以及應力分布均勻性日漸提高，但環圈的尾纖處理仍然需要正確和細致的工藝加以保證，以便獲得更為優異的應用性能。然而，光纖陀螺尾纖和波導熔接完畢通常需要施膠加以固定，以便滿足后續振動和溫變性能要求。根據shupe公式，由于尾纖處于環圈的末端，影響因子最大，且靠近干涉儀終端對陀螺最后的性能影響至關重要。尾纖施膠后膠體內部通常會產生氣泡，那么如何施膠將其氣泡去除干凈同時又不影響后端工序顯得尤為重要。特別是當有外界溫度變化或者是氣流擾動過程中，尾纖中因為膠體施加不均勻或者因為有殘余氣泡存在，會在陀螺輸出中出現尖刺，甚至是在長期應用過程中產生可靠性隱患。通常需要對膠體進行抽真空和脫泡處理。即便經過脫泡處理后仍然會有較大的熱應力，特別是在溫度變化較為劇烈的情況下，陀螺的漂移仍然很嚴重。我們知道，一般情況下光纖陀螺很少將其裸環圈進行直接應用，通常需要對環圈整體磁屏蔽后再將尾纖由磁屏蔽盒引出后再與Y波導進行熔接。這樣就有一部分與波導銜接光纖會爆露在相對密閉的磁屏蔽盒外，上述尾纖如果不進行任何處理的話，直接暴露在應用環境下，其感受的溫度變化以及受到的擾動會非常劇烈。要想有效地減小陀螺輸出誤差以及降低陀螺環境干擾的敏感性，有必要對上述尾纖進行加固處理。

發明內容

本發明的目的在于彌補現有技術的不足之處，提供一種改善光纖陀螺環圈性能的尾纖施膠工藝方法。該方法是一種低應力尾纖加固方法，可以有效降低環圈對環境干擾的靈敏度，提升光纖陀螺的溫度和振動性能，進而提升光纖陀螺的工程應用。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

一種改善光纖陀螺環圈性能的尾纖施膠工藝方法，其特征在于：首先，用一種打底膠進行鋪底，形成底層膠層；然后在打底膠上層進行中間膠層光纖膠粘接光纖尾纖；最后在最上層加入保溫隔熱膠，形成頂層膠層。

而且，所述的打底膠可選用環氧樹脂類膠體，上述打底膠的厚度不宜過厚，原則上不超過0.2mm。

而且，所述的光纖膠可以為一般類型的丙烯酸酯，要求膠體的玻璃化溫度點高于陀螺正常工作范圍，層膠層厚度約為一根光纖量，其線脹系數以及模量等參數與光纖相匹配。

而且，所述的頂層膠宜選用硅膠，膠層厚度小于0.2mm。

而且，在中間膠層的膠水上排好待固化的尾纖后，對每層膠體進行單獨真空脫泡處理。

本發明的優點和積極效果是：

本發明是一種采取三明治膠體材料結構的環圈尾纖膠的全新固化方法，本方法使用三種膠水分為三層，分別起到底面應力消減、中間應力緩沖以及頂層的保護作用，有效的起到對氣流、振動和溫度場的緩沖及尾纖加固作用。