專利名稱：一種磁屏蔽光纖陀螺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖陀螺領(lǐng)域，具體地說是指一種磁屏蔽光纖陀螺。
技術(shù)背景構(gòu)成光纖陀螺的結(jié)構(gòu)部件主要包括光纖陀螺環(huán)體和外罩等。光纖陀螺環(huán)體設(shè)計(jì)成槽狀結(jié)構(gòu)，用來繞制光纖環(huán)。光纖陀螺設(shè)計(jì)時(shí)由于需要進(jìn)行質(zhì)量、強(qiáng)度方面的綜合考慮，故多采用密度小、質(zhì)量輕的材料，環(huán)體和外罩最常用的材料為鋁合金，基本可以滿足光纖陀螺的性能要求。對(duì)于因?yàn)榈卮艌?chǎng)、載體上的機(jī)電設(shè)備等外部環(huán)境的磁場(chǎng)則會(huì)引起光纖陀螺的偏置誤差。不同的應(yīng)用對(duì)偏置磁場(chǎng)靈敏度的要求有所不同。典型的慣導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用的光纖陀螺，所能允許的偏置磁場(chǎng)靈敏度較為嚴(yán)格，如不采取任何措施，光纖陀螺的固有偏置磁場(chǎng)靈敏度將無法滿足其使用要求。產(chǎn)生光纖陀螺偏置磁場(chǎng)靈敏度誤差的主要原因是法拉第效應(yīng)。光纖環(huán)中的光纖扭轉(zhuǎn)等引起的圓雙折射產(chǎn)生了法拉第相位偏差。由于光纖線圈中光傳播方向的周期性，所以地磁場(chǎng)引起的徑向非互易法拉第相位偏差很小。但是，當(dāng)光纖線圈存在著周期恰好等于周長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)分量吋，仍會(huì)產(chǎn)生非常大的法拉第漂移。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種磁屏蔽光纖陀螺，可靠實(shí)現(xiàn)光纖陀螺的磁屏蔽，有效降低了陀螺內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度。為解決上述技術(shù)問題，發(fā)明人在陀螺結(jié)構(gòu)方面開展了新的設(shè)計(jì)工作，對(duì)陀螺的光路、電路部分進(jìn)行合理布局設(shè)計(jì)。光纖陀螺磁屏蔽結(jié)構(gòu)部件主要包括陀螺環(huán)體、環(huán)體外罩、耦合器壓板、電路板和支柱。陀螺環(huán)體上設(shè)計(jì)了環(huán)形圓槽，用于光纖環(huán)的繞制。圓槽的尺寸根據(jù)光纖繞制長(zhǎng)度所需要的容積進(jìn)行設(shè)計(jì)。陀螺環(huán)體上開有斜孔，可以將繞制完成的光纖環(huán)尾纖引出。陀螺環(huán)體和環(huán)體外罩為高性能防磁材料，并采用激光焊接方式進(jìn)行連接，結(jié)構(gòu)緊湊，連接牢固穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗機(jī)械振動(dòng)能力。陀螺環(huán)體和環(huán)體外罩經(jīng)過焊接成為一體化結(jié)構(gòu)，為光纖環(huán)提供了相對(duì)封閉的環(huán)境，可以有效屏蔽外界磁場(chǎng)對(duì)陀螺信號(hào)的影響。陀螺環(huán)體需要安裝光學(xué)器件(Y波導(dǎo)、耦合器)和電路板等，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將環(huán)體分為上、下兩部分，環(huán)體的部上設(shè)計(jì)了方形凹槽，用于安裝光學(xué)器件。環(huán)體下部為中空結(jié)構(gòu)，有一定深度，可以重疊放置兩塊電路板，環(huán)體上有3個(gè)凸臺(tái)用來固定電路板。環(huán)體上、下兩部分之間開有過線槽，導(dǎo)線和光纖可以通過此槽，便于光路和電路的連接。本實(shí)用新型公開了ー種磁屏蔽光纖陀螺，光纖陀螺環(huán)體和外罩采用高導(dǎo)磁材料制作，并采用激光焊接方式進(jìn)行連接成為一體化結(jié)構(gòu)，作為光纖陀螺屏蔽體。它能夠給環(huán)境磁通提供一個(gè)閉環(huán)回路，并使磁場(chǎng)限制在屏蔽體內(nèi)，有效降低了陀螺內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使光纖陀螺滿足其特殊使用環(huán)境要求。由于高導(dǎo)磁材料密度是鋁材的3倍左右，相對(duì)于鋁質(zhì)光纖陀螺來說，質(zhì)量上有所増加。但經(jīng)過對(duì)光纖陀螺環(huán)體和外罩進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效減輕了環(huán)體和外罩的質(zhì)量，光纖陀螺總的質(zhì)量可以控制在可接受的范圍內(nèi)。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)ー步具體說明。圖I為本實(shí)用新型外形圖；圖2為本實(shí)用新型各部件安裝圖；圖3為陀螺環(huán)體和環(huán)體外罩連接示意圖；圖4為陀螺光路示意圖；圖5為陀螺環(huán)體結(jié)構(gòu)圖；圖6為圖5倒過來的視圖。I環(huán)體外罩2陀螺環(huán)體3 Y波導(dǎo)4耦合器壓板5耦合器6探測(cè)器7光纖環(huán)8電路板9螺釘10支柱11尾纖2. I光纖環(huán)槽2. 2陀螺安裝臺(tái)2. 3耦合器安裝槽2. 4 Y波導(dǎo)安裝槽2. 5光纖尾纖過孔2. 6信號(hào)線過線槽2. 7光纖過孔2. 8光纖斜槽2. 9電路板安裝臺(tái)。
具體實(shí)施方式
圖I為本實(shí)用新型外形圖，圖2為本實(shí)用新型各部件安裝圖。光纖環(huán)7通過采用四級(jí)對(duì)稱繞法在陀螺環(huán)體2的光纖環(huán)槽2. I內(nèi)進(jìn)行繞制，環(huán)體外罩I套在光纖環(huán)7的外面，對(duì)光纖環(huán)7可以有磁屏蔽的效果。Y波導(dǎo)3和耦合器5分別通過螺釘9、耦合器壓板4等固定在陀螺環(huán)體2上表面的耦合器安裝槽2. 3、Y波導(dǎo)安裝槽2. 4內(nèi)，探測(cè)器6直接裝焊到電路板8上。電路板8分為兩塊，采用上下重疊的安裝方式。通過陀螺環(huán)體2上的電路板安裝臺(tái)2. 9進(jìn)行固定，支柱10起到支撐作用。圖3為陀螺環(huán)體和環(huán)體外罩連接示意圖。環(huán)體外罩I和陀螺環(huán)體2是光纖陀螺磁屏蔽的關(guān)鍵部件，直接影響到磁屏蔽的效果。環(huán)體外罩I和陀螺環(huán)體2在結(jié)構(gòu)上必需保證零件之間的連接緊密，無漏磁通道。因此，采用激光焊接是比較可靠的方法。圖4為陀螺光路示意圖。陀螺光學(xué)器件主要有耦合器、Y波導(dǎo)、探測(cè)器、光源和光纖環(huán)等，它們通過光纖連接形成完整的光路。本實(shí)用新型所需要的光信號(hào)由外部光源提供。光源產(chǎn)生的光經(jīng)耦合器進(jìn)入Y波導(dǎo)，Y波導(dǎo)的輸出尾纖與光纖環(huán)對(duì)準(zhǔn)熔接，光在光纖環(huán)線圈中沿相反方向傳播，然后又回到Y(jié)波導(dǎo)的合光點(diǎn)上發(fā)生干渉，干渉光再次經(jīng)過耦合器，并經(jīng)過耦合器的另一端達(dá)到探測(cè)器進(jìn)行解調(diào)。如圖5、圖6所示的為陀螺環(huán)體結(jié)構(gòu)示意圖。陀螺環(huán)體的結(jié)構(gòu)處理主要根據(jù)陀螺光路和電路的需要進(jìn)行，它們共同構(gòu)成ー個(gè)完整的陀螺系統(tǒng)，陀螺安裝臺(tái)2. 2則是陀螺系統(tǒng)對(duì)外連接接ロ。光路部分設(shè)置了光纖環(huán)槽2. I、耦合器安裝槽2. 3、Y波導(dǎo)安裝槽2. 4、光纖尾纖過孔2. 5、光纖過孔2. 7、光纖斜槽2. 8等，電路部分設(shè)置了信號(hào)線過線槽2. 6、電路板安裝臺(tái)2. 9等。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型 技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.ー種磁屏蔽光纖陀螺，包括陀螺環(huán)體、環(huán)體外罩、耦合器壓板、電路板和支柱；其特征在干，陀螺環(huán)體和環(huán)體外罩為高性能防磁材料，并采用激光焊接方式進(jìn)行連接成為一體化結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁屏蔽光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺環(huán)體分為上、下兩部分，環(huán)體上部設(shè)有方形凹槽，光學(xué)器件安裝在方形凹槽內(nèi)；環(huán)體下部為中空結(jié)構(gòu)，電路板放置在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的磁屏蔽光纖陀螺，其特征在于，所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)包括若干個(gè)圍繞電路板布置的凸臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁屏蔽光纖陀螺，其特征在于，所述陀螺環(huán)體上設(shè)有環(huán)形圓槽，光纖環(huán)繞制在所述環(huán)形圓槽內(nèi)；陀螺環(huán)體上開有斜孔，光纖環(huán)尾纖從所述斜孔引出。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種磁屏蔽光纖陀螺,光纖陀螺環(huán)體和外罩采用高導(dǎo)磁材料制作，并采用激光焊接方式進(jìn)行連接成為一體化結(jié)構(gòu),作為光纖陀螺屏蔽體。它能夠給環(huán)境磁通提供一個(gè)閉環(huán)回路，并使磁場(chǎng)限制在屏蔽體內(nèi)，有效降低了陀螺內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使光纖陀螺滿足其特殊使用環(huán)境要求。由于高導(dǎo)磁材料密度是鋁材的3倍左右，相對(duì)于鋁質(zhì)光纖陀螺來說，質(zhì)量上有所增加。但經(jīng)過對(duì)光纖陀螺環(huán)體和外罩進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效減輕了環(huán)體和外罩的質(zhì)量，光纖陀螺總的質(zhì)量可以控制在可接受的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G01C19/72GK202452982SQ20112047598
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者孫章鶴, 廖良斌, 李亮, 路青梅 申請(qǐng)人:湖北三江航天紅峰控制有限公司