专利名称：一种磁屏蔽光纤陀螺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤陀螺领域，具体地说是指一种磁屏蔽光纤陀螺。
技术背景构成光纤陀螺的结构部件主要包括光纤陀螺环体和外罩等。光纤陀螺环体设计成槽状结构，用来绕制光纤环。光纤陀螺设计时由于需要进行质量、強度方面的综合考虑，故多采用密度小、质量轻的材料，环体和外罩最常用的材料为铝合金，基本可以满足光纤陀螺的性能要求。对于因为地磁场、载体上的机电设备等外部环境的磁场则会引起光纤陀螺的偏置误差。不同的应用对偏置磁场灵敏度的要求有所不同。典型的惯导系统应用的光纤陀螺，所能允许的偏置磁场灵敏度较为严格，如不采取任何措施，光纤陀螺的固有偏置磁场灵敏度将无法满足其使用要求。产生光纤陀螺偏置磁场灵敏度误差的主要原因是法拉第效应。光纤环中的光纤扭转等引起的圆双折射产生了法拉第相位偏差。由于光纤线圈中光传播方向的周期性，所以地磁场引起的径向非互易法拉第相位偏差很小。但是，当光纤线圈存在着周期恰好等于周长的扭转分量吋，仍会产生非常大的法拉第漂移。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供ー种磁屏蔽光纤陀螺，可靠实现光纤陀螺的磁屏蔽，有效降低了陀螺内部的磁场强度。为解决上述技术问题，发明人在陀螺结构方面开展了新的设计工作，对陀螺的光路、电路部分进行合理布局设计。光纤陀螺磁屏蔽结构部件主要包括陀螺环体、环体外罩、耦合器压板、电路板和支柱。陀螺环体上设计了环形圆槽，用于光纤环的绕制。圆槽的尺寸根据光纤绕制长度所需要的容积进行设计。陀螺环体上开有斜孔，可以将绕制完成的光纤环尾纤引出。陀螺环体和环体外罩为高性能防磁材料，并采用激光焊接方式进行连接，结构紧凑，连接牢固稳定，具有较强的抗机械振动能力。陀螺环体和环体外罩经过焊接成为一体化结构，为光纤环提供了相对封闭的环境，可以有效屏蔽外界磁场对陀螺信号的影响。陀螺环体需要安装光学器件(Y波导、耦合器)和电路板等，在结构设计时将环体分为上、下两部分，环体的部上设计了方形凹槽，用于安装光学器件。环体下部为中空结构，有一定深度，可以重叠放置两块电路板，环体上有3个凸台用来固定电路板。环体上、下两部分之间开有过线槽，导线和光纤可以通过此槽，便于光路和电路的连接。本实用新型公开了ー种磁屏蔽光纤陀螺，光纤陀螺环体和外罩采用高导磁材料制作，并采用激光焊接方式进行连接成为一体化结构，作为光纤陀螺屏蔽体。它能够给环境磁通提供一个闭环回路，并使磁场限制在屏蔽体内，有效降低了陀螺内部的磁场强度，使光纤陀螺满足其特殊使用环境要求。由于高导磁材料密度是铝材的3倍左右，相对于铝质光纤陀螺来说，质量上有所増加。但经过对光纤陀螺环体和外罩进行最优化设计，有效减轻了环体和外罩的质量，光纤陀螺总的质量可以控制在可接受的范围内。
以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进ー步具体说明。图I为本实用新型外形图；图2为本实用新型各部件安装图；图3为陀螺环体和环体外罩连接示意图；图4为陀螺光路示意图；图5为陀螺环体结构图；图6为图5倒过来的视图。I环体外罩2陀螺环体3 Y波导4耦合器压板5耦合器6探測器7光纤环8电路板9螺钉10支柱11尾纤2. I光纤环槽2. 2陀螺安装台2. 3耦合器安装槽2. 4 Y波导安装槽2. 5光纤尾纤过孔2. 6信号线过线槽2. 7光纤过孔2. 8光纤斜槽2. 9电路板安装台。
具体实施方式
图I为本实用新型外形图，图2为本实用新型各部件安装图。光纤环7通过采用四级对称绕法在陀螺环体2的光纤环槽2. I内进行绕制，环体外罩I套在光纤环7的外面，对光纤环7可以有磁屏蔽的效果。Y波导3和耦合器5分别通过螺钉9、耦合器压板4等固定在陀螺环体2上表面的耦合器安装槽2. 3、Y波导安装槽2. 4内，探測器6直接装焊到电路板8上。电路板8分为两块，采用上下重叠的安装方式。通过陀螺环体2上的电路板安装台2. 9进行固定，支柱10起到支撑作用。图3为陀螺环体和环体外罩连接示意图。环体外罩I和陀螺环体2是光纤陀螺磁屏蔽的关键部件，直接影响到磁屏蔽的效果。环体外罩I和陀螺环体2在结构上必需保证零件之间的连接紧密，无漏磁通道。因此，采用激光焊接是比较可靠的方法。图4为陀螺光路示意图。陀螺光学器件主要有耦合器、Y波导、探測器、光源和光纤环等，它们通过光纤连接形成完整的光路。本实用新型所需要的光信号由外部光源提供。光源产生的光经耦合器进入Y波导，Y波导的输出尾纤与光纤环对准熔接，光在光纤环线圈中沿相反方向传播，然后又回到Y波导的合光点上发生干渉，干渉光再次经过耦合器，并经过耦合器的另一端达到探测器进行解调。如图5、图6所示的为陀螺环体结构示意图。陀螺环体的结构处理主要根据陀螺光路和电路的需要进行，它们共同构成ー个完整的陀螺系统，陀螺安装台2. 2则是陀螺系统对外连接接ロ。光路部分设置了光纤环槽2. I、耦合器安装槽2. 3、Y波导安装槽2. 4、光纤尾纤过孔2. 5、光纤过孔2. 7、光纤斜槽2. 8等，电路部分设置了信号线过线槽2. 6、电路板安装台2. 9等。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管參照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型 技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.ー种磁屏蔽光纤陀螺，包括陀螺环体、环体外罩、耦合器压板、电路板和支柱；其特征在干，陀螺环体和环体外罩为高性能防磁材料，并采用激光焊接方式进行连接成为一体化结构。
2.根据权利要求I所述的磁屏蔽光纤陀螺，其特征在于，所述陀螺环体分为上、下两部分，环体上部设有方形凹槽，光学器件安装在方形凹槽内；环体下部为中空结构，电路板放置在所述中空结构内。
3.根据权利要求I或2所述的磁屏蔽光纤陀螺，其特征在于，所述中空结构内包括若干个围绕电路板布置的凸台。
4.根据权利要求3所述的磁屏蔽光纤陀螺，其特征在于，所述陀螺环体上设有环形圆槽，光纤环绕制在所述环形圆槽内；陀螺环体上开有斜孔，光纤环尾纤从所述斜孔引出。
专利摘要本实用新型公开了一种磁屏蔽光纤陀螺,光纤陀螺环体和外罩采用高导磁材料制作，并采用激光焊接方式进行连接成为一体化结构,作为光纤陀螺屏蔽体。它能够给环境磁通提供一个闭环回路，并使磁场限制在屏蔽体内，有效降低了陀螺内部的磁场强度，使光纤陀螺满足其特殊使用环境要求。由于高导磁材料密度是铝材的3倍左右，相对于铝质光纤陀螺来说，质量上有所增加。但经过对光纤陀螺环体和外罩进行最优化设计，有效减轻了环体和外罩的质量，光纤陀螺总的质量可以控制在可接受的范围内。
文档编号G01C19/72GK202452982SQ20112047598
公开日2012年9月26日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者孙章鹤, 廖良斌, 李亮, 路青梅 申请人:湖北三江航天红峰控制有限公司