一種提高光纖線圈性能的浸膠裝置的制造方法
【專利說明】-種提高光纖線圈性能的浸膠裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種提高光纖線圈性能的浸膠裝置，具體設(shè)及一種提高光纖線圈性能 的浸膠裝置及方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 光纖巧螺是一種基于薩格納克效應(yīng)（Sagnac效應(yīng)）的角速度光纖傳感器，主要由 光路和電路部分組成。光纖線圈是光纖巧螺光路部分的核屯、器件，其溫度穩(wěn)定性能和抗干 擾能力直接影響光纖巧螺的性能。光纖是一種敏感的光路傳遞介質(zhì)，對應(yīng)用的環(huán)境，尤其是 溫度和振動環(huán)境非常敏感，微小的溫度變化和振動都會引起光纖內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變形，從而影 響光路的傳遞過程，引起光纖線圈非互易相移的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致巧螺輸出信號出現(xiàn)誤差。
[0003] 光纖巧螺自1976年問世W來，得到了極大的發(fā)展。但是，光纖巧螺在技術(shù)上還存 在一系列問題，運些問題影響了光纖巧螺的精度和穩(wěn)定性，進(jìn)而限制了其應(yīng)用的廣泛性。主 要包括：
[0004] (1)溫度瞬態(tài)的影響。理論上，環(huán)形干設(shè)儀中的兩個反向傳播光路是等長的，但是 運僅在系統(tǒng)不隨時間變化時才嚴(yán)格成立。實驗證明，相位誤差W及旋轉(zhuǎn)速率測量值的漂移 與溫度的時間導(dǎo)數(shù)成正比，運是十分有害的，特別是在預(yù)熱期間。 陽〇化](2)振動的影響。振動也會對測量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，必須采用適當(dāng)?shù)姆庋bW確保光纖 線圈良好的堅固性，防止產(chǎn)生不同步振動的現(xiàn)象。
[0006] 為了提高巧螺的性能，人們提出了各種解決辦法，包括對光纖巧螺組成元器件的 改進(jìn)W及用信號處理的方法的改進(jìn)等。運些方法在很大程度上提高了光纖巧螺的精度和 穩(wěn)定性能，目前一些發(fā)達(dá)國家如美、日、德、法、意、俄等在光纖巧螺的研究方面取得了較大 進(jìn)步，一些中低精度的巧螺已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品化，而少數(shù)高精度產(chǎn)品也開始在軍方進(jìn)行裝備 調(diào)試。我國光纖巧螺的研究相對起步較晚，但是在廣大科研工作者的努力下，已經(jīng)逐步拉近 了與發(fā)達(dá)國家間的差距。國內(nèi)的光纖巧螺研制精度已經(jīng)達(dá)到了慣導(dǎo)系統(tǒng)的中低精度要求， 有些技術(shù)甚至達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平。但是國內(nèi)的研究仍然大多停留在實驗室階段， 沒有形成產(chǎn)品，距離中高精度的應(yīng)用還有差距。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種提高光纖線圈性能的浸膠裝置及方法，通過將光 纖線圈放入真空壓力浸潰罐體中，先抽真空除去線圈內(nèi)部的空氣，再加壓將膠粘劑壓入光 纖線圈內(nèi)部，最后采用合理的固化和應(yīng)力釋放工藝條件使線圈內(nèi)部均勻分布的膠粘劑固化 成型，得到溫度和振動穩(wěn)定性能優(yōu)良的固化光纖線圈，解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖巧螺精度和穩(wěn) 定性能的不足。
[000引本發(fā)明提供一種提高光纖線圈性能的浸膠裝置，包括：
[0009] 用于盛放光纖線圈的浸潰罐體；
[0010] 抽真空裝置，其包括真空閥、真空累，所述真空累設(shè)于浸潰罐體上端，且該真空累 與浸潰罐體通過管道連通，所述真空閥設(shè)于真空累與浸潰罐體之間；
[0011] 加壓裝置，其包括加壓閥、空氣壓縮機，所述空氣壓縮機設(shè)于浸潰罐體上端，且該 加壓閥與浸潰罐體通過管道連通；
[0012] 加膠裝置，其包括：盛膠容器、吸膠閥，所述盛膠容器設(shè)于浸潰罐體頂端、與浸潰罐 體通過管道連接，所述吸膠閥設(shè)于盛膠容器與浸潰罐體之間。
[0013] 特別的，還包括：最低端與盛膠容器頂端相平齊的攬拌器，該攬拌器與盛膠容器 通過管道相連通，所述浸潰罐體的底端設(shè)有循環(huán)累，該循環(huán)累與攬拌器通過管道相連通。
[0014] 本發(fā)明還提供一種提高光纖線圈性能的方法，包括W下步驟：
[0015]S1 :將光纖線圈放入膠粘劑中進(jìn)行浸泡；
[0016] S2 :將浸泡后光纖線圈進(jìn)行加熱固化處理；
[0017] S3 :將固化后的光纖線圈進(jìn)行應(yīng)力釋放處理，獲得高性能的光纖線圈。
[0018] 特別的，所述步驟S1具體按照W下步驟實施：
[0019]S11:將膠粘劑加入攬拌機中攬拌10~30min;之后靜置10~20min后放入真空脫 泡箱中脫泡10~20min，之后加入浸潰罐體上部的盛膠容器中，放置5~lOmin等待吸膠； 所述攬拌時間視膠粘劑粘度而定，若攬拌時間低于lOmin，則會造成膠黏劑攬拌不均勻，從 而影響施膠的均勻性，若攬拌時間高于30min，則會造成時間上的浪費，從而增加成本；所 述脫泡時間視膠粘劑粘度而定，若脫泡時低于lOmin則會使氣泡脫除不盡，從而影響施膠 的均勻性，若脫時間高于20min，則會造成時間上的浪費，從而增加成本；由于膠粘劑在轉(zhuǎn) 移過程會混入少量空氣，放置時間少于5min，則不能使新混入的空氣消去，若放置時間多于 lOmin，則會造成時間上的浪費，從而增加成本；
[0020] S12:將光纖線圈放置在浸潰罐體的底部，關(guān)蓋密封后，開啟真空累并打開真空閥 對浸潰罐體內(nèi)部抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到10 2~130化后繼續(xù)抽真空2~4h;之后打開上部 連接盛膠容器的吸膠閥，將膠粘劑緩慢注入浸潰罐體直至完全浸沒光纖線圈；之后關(guān)閉吸 膠閥，對罐體繼續(xù)抽真空0. 5~比后，關(guān)閉抽真空閥，開啟空氣壓縮機并打開加壓閥，對浸 潰罐體內(nèi)部加壓2~化，使壓力范圍控制在0. 4~0. 8MPa;于步驟S12中，真空氣壓越低越 好，若高于130Pa，則會使光纖線圈內(nèi)部的空氣難W抽除干凈，從而影響光纖線圈的固化，通 過繼續(xù)抽真空2~地，可W進(jìn)一步抽除光纖線圈內(nèi)部的空氣，從而使光纖線圈內(nèi)部的空氣 去除干凈；罐體內(nèi)部壓力將會影響膠黏劑的滲入，若罐體內(nèi)部壓力低于0. 4MPa，則會使膠 粘劑滲入光纖線圈內(nèi)部的難度大，不利于浸潰透徹，若高于0. 8MPa，則會影響光纖的排列， 引起非互易相移。 陽02US13 :在步驟S12的條件下將光纖線圈浸泡2~地后取出；若浸泡時間低于2h，會 使膠粘劑滲透不充分，高于地，會造成時間上的浪費。
[0022] 特別的，所述膠粘劑為娃橡膠膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑中的一種，所述娃橡膠膠 粘劑模量為1~lOMPa，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度《-50°C;所述環(huán)氧樹脂膠粘劑模量為500~ lOOOMPa，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度> 80°C;由于光纖線圈的工作溫度為-50~80°C，故玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度應(yīng)在工作溫度區(qū)間之外，才能保證在工作溫度區(qū)間內(nèi)使用時膠粘劑的彈性模量不會發(fā) 生明顯的劇烈變化，從而避免非互易相移的增大。
[0023] 特別的，所述步驟S2具體按照W下步驟實施：
[0024]S21:將浸潰完成后的光纖線圈從浸潰罐體取出，清除表面多余的膠粘劑；
[00巧]S22 :將步驟S21清除表面膠粘劑后的光纖線圈在常溫下固化8~16h，使線圈內(nèi) 部的膠粘劑表干固化；表干固化后才能使光纖線圈后續(xù)高溫固化W減小固化應(yīng)力，于該步 驟中，固化時間少于化，則不能進(jìn)行表干固化或表干固化不徹底，固化時間高于16h，在表 干固化徹底的同時造成時間上的浪費；
[0026]S23 :將步驟S22處理后光纖線圈放入溫箱中加熱固化，在30~40°C固化8~12h， 再W〇. 5~2°C/min的升溫速率將溫度升至60°C并保溫0. 5~化，然后再W〇. 5~2°C/min 的升溫速率將溫度升至80°C并保溫1~地，然后再W0. 5~2°C/min的升溫速率將溫度升 至80°C并保溫1~地，之后按0. 5~2°C/min的速率下降至60°C，在60°C持續(xù)0. 5~比， 之后按0. 5~2°C/min速率繼續(xù)降至30°C，之后取出光纖線圈；于該步驟中，首先選用低溫 慢速固化W減小固化應(yīng)力，最初固化溫度不宜高于40°C，同時若低溫固化時間太短就進(jìn) 行高溫固化，將會產(chǎn)生較大的固化應(yīng)力會，從而影響光纖線圈的溫度性能；于本發(fā)明中，變 溫速率視不同的膠粘劑而定，由于娃橡膠膠粘劑保溫時間長，環(huán)氧樹脂膠保溫時間短，因此 若選用娃橡膠膠粘劑，則選擇高變溫速率，若選用脆性較大的環(huán)氧樹脂膠粘劑，則選用低變 溫速率。
[0027]特別的，所述膠粘劑為紫外光固化環(huán)氧丙締酸樹脂膠粘劑，所述紫外光固化環(huán)氧 丙締酸樹脂膠粘劑模量為200~2000MPa，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在> 80°C;膠黏劑模量會影響光 纖線圈的性能，若模量小于200MPa，光纖線圈固化后容易變形，若模量高于2000MPa，則會 使固化應(yīng)力增大，從而影響光纖線圈的溫度性能。
[0028] 特