[發明專利]光纖陀螺及其溫度自補償方法

有效

• 申請號: 202310071002.9
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116380032B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 梁鵠;趙坤;顏苗;于杰;王彬
• 申請（專利權）人: 中國船舶集團有限公司第七〇七研究所
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72;G01C25/00
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 劉紅春

1.一種光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

S10、基于光流空分復用原理，將流體溫敏材料填充至微結構光纖的同一個或不同微孔通道內，制備具有多個流體傳感單元的光流控芯片,完成對微結構光纖的微孔通道空間位置的三維或者二維復用；其中，通過在微孔通道內設置多個填充位，將流體溫敏材料填充至填充位，形成多個流體傳感單元；

S20、制備光纖環圈，并依據多點溫度誤差補償原理將光流控芯片設置于光纖環圈上；

S30、通過多個流體傳感單元對應采集光纖環圈的溫度點的溫度數據，獲得溫度變化率；

S40、建立光纖陀螺的多點溫度誤差補償模型，獲得溫度誤差補償參數。

2.根據權利要求1所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S10步驟中，流體溫敏材料包括折射率匹配液、酒精、丙酮、液晶、離子液體或偶氮苯材料。

3.根據權利要求1所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S10步驟中，任意兩個填充位中填充不同的流體溫敏材料。

4.根據權利要求1所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S10步驟中，還包括：

將完成流體溫敏材料填充后的微結構光纖的兩端分別熔接保偏光纖。

5.根據權利要求1所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S20步驟中，具體包括：

根據多點溫度誤差補償原理，將光流控芯片設置于光纖環圈的外圍，使多個流體傳感單元沿光纖環圈的周向均勻分布。

6.根據權利要求1所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S30步驟中，還包括：

建立光纖陀螺零偏與環境溫度的變化的關系，關系式為：

其中，為光纖陀螺經過補償后的輸出速率；

為實際溫度與校準溫度之間的差值；

為光纖陀螺未經補償前的輸出量；

為光纖陀螺的標度因數；

為光纖陀螺零偏。

7.根據權利要求6所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S30步驟中，還包括：

建立光纖陀螺的標度因數與溫度的關系，關系式為：

其中，為光纖陀螺的初始標度因數；

為光纖陀螺的標度因數的溫度系數；

建立光纖陀螺零偏與溫度的關系，關系式為：

其中，為光纖陀螺零偏常值零值；

為光纖陀螺零偏的溫度系數。

8.根據權利要求1所述的光纖陀螺溫度自補償方法，其特征在于，S40步驟中，光纖陀螺的多點溫度誤差補償模型Y為：

…

其中，、、分別為流體傳感單元對應采集的溫度；

…分別為流體傳感單元對應多點溫度誤差補償模型；

為流體傳感單元的設置個數；

、、、、、、、、分別為各溫度項的系數；

為光纖陀螺對應溫度點的溫度變化率。

9.一種光纖陀螺，其特征在于，用以實現如權利要求1至8任一項所述的光纖陀螺溫度自補償方法，包括光纖環圈和光流控芯片，所述光流控芯片設置于所述光纖環圈上，所述光流控芯片包括微結構光纖，所述微結構光纖設有微孔通道，所述微孔通道設有多個填充位，多個所述填充位分別對應填充流體溫敏材料，用以形成流體傳感單元。