一种光纤陀螺用骨架的制造工艺的制作方法

本发明涉及光纤陀螺，具体涉及一种光纤陀螺用骨架的制造工艺。

背景技术：

1、光纤陀螺是利用萨格奈克效应，其将引入的旋转角速率转换为相位漂移的一种新型角速率传感器。二十世纪初，物理学家在实验中发现了光干涉现象受旋转角速率的影响，由此启发了人们通过光干涉现象来进行旋转角速率的测量，光纤陀螺作为一种新型的全固态惯性仪表，与传统陀螺相比，光纤陀螺无运动部件和磨损部件，具有成本低、寿命长、质量轻、可靠性高、启动速度快等优点，已被广泛的应用于多个军用及民用领域中。光纤陀螺是基于sagnac效应的光电惯性敏感器件。sagnac效应是一种与媒质无关的纯空间延时，从同一光源发出的光，分束成两束相同特征的光在同一闭合光路中以相反的方向传播，最后汇聚到原来的分束点，但如果闭合光路所在平面相对于惯性空间存在转动动作，则正反两束光所传播的光程将不同，产生光程差，光纤陀螺是测量载体相对惯性空间角速率的装置，它消除了传统机械陀螺与激光陀螺存在运动机构的弊端，以其全固态、高可靠性、大动态范围、快速启动、高灵敏度等优点，可广泛应用于航海、航空、航天、石油勘探等领域。作为新一代的重要惯性测量器件，中低精度的光纤陀螺已经批量生产并大量应用。而在舰船导航等中高精度应用领域，由于光纤陀螺对温度、振动等环境因素的敏感，迟迟不能确保它在实际应用中的性能，本发明为了解决这一现象提供一种光纤陀螺用骨架的制造工艺。针对现有技术存在以下问题：

2、1、现有的光纤陀螺用骨架的制造工艺,一般将光纤直接绕制在光纤环圈的骨架上，光纤绕制一层或多层后要垫上一层薄膜，而薄膜材料具有与光纤和固定胶不同的温度特性，在温度变化时将直接对光纤环圈产生不利的影响。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

2、一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，包括以下步骤，

3、s1、骨架组成：光纤陀螺用骨架组成为外骨架、内骨架和用于用于安装光纤光纤环的环形槽开口，环形槽的内内部设有阻燃隔热隔振材料层，在阻燃隔热隔振材料层上涂有用于粘接的胶层；

4、s2、制备光纤环：清洗光纤环骨架，将光纤环骨架和光纤进行加热除潮处理，将准备好的光纤环绕在骨架上，光纤层的每一层之间有粘接有机硅粘接剂，每根光纤表面设有颜色层；

5、s3、进行检验：对制备完成的光纤环进行零偏测试，判断光纤陀螺是否存在振荡现象，对每一轴的光纤环组件进行零偏测试，若存在振荡现象，则调整频率差并重新进行零偏测试直至光纤陀螺不存在振荡现象；

6、s4、完成粘接：在光纤光纤环上端面涂抹固化胶，使用专用透明定位成型工装定位压紧，放到固化箱中固化。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：s1环形槽的高度和宽度尺寸分别大于光纤环宽度及厚度尺寸10毫米，外骨架和内骨架材料为金属，阻燃隔热隔振材料层的材料为阻燃型聚氨酯，胶层为硅胶，阻燃隔热隔振材料层的厚度为3毫米。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：s2将上色后的光纤绕制在光纤陀螺的骨架上，利用光纤环骨架采用相同的工艺分别绕制两根保偏光纤，形成两个光纤环，两个光纤环的层数和每层上光纤的匝数相同。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：对光纤环进行灌封，填充机硅粘接剂于光纤环空隙中，对每层光纤绕好后涂上有机硅粘接剂，在机硅粘接剂未干前绕下一层，每一层之间的光纤相互粘接，粘接后保持位置固定。

10、本发明技术方案的进一步改进在于：光纤绕制的起始点位于光纤环骨架的工装处，将光纤从中点处均分为两段，顺时针方向缠绕中点一侧的光纤，自上而下缠绕至光纤环骨架的下边缘工装处，形成光纤层，光纤着色时使用光纤着色机，控制光纤的张力保持在6～9克之间，着色后放置晾干。

11、本发明技术方案的进一步改进在于：s4固化后去掉定位成型工装，在空格处填补固化胶液，补胶后直接翻转光纤环，将光纤环反向定位粘接到骨架上，完成光纤环和骨架的粘接。

12、由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

13、1、本发明提供一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，通过环形槽的内内部设有阻燃隔热隔振材料层，在阻燃隔热隔振材料层上涂有用于粘接的胶层的作用下，外骨架和内骨架材料为金属，阻燃隔热隔振材料层的材料为阻燃型聚氨酯，胶层为硅胶，阻燃隔热隔振材料层的厚度为3毫米，将隔热层放置于无骨架光纤环圈与金属壳体之间。由于隔热层的导热系数远低于金属壳体，因此可以减缓热量的传递，降低环体上下的温度差，采用有机硅类胶黏剂为室温固化的胶黏剂，解决了传统有机硅胶黏剂需要加热固化的问题，简化了粘接工艺，缩短生产周期、降低生产成本、改善产品质量。

14、2、本发明提供一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，通过制备光纤环的作用下，环圈与骨架粘接是形成光纤陀螺仪的关键工序，粘接后光纤陀螺温度性能和抗振动冲击性能是衡量光纤陀螺仪的最重要指标之一，本发明在制备光纤环时清洗光纤环骨架，将光纤环骨架和光纤进行加热除潮处理，将准备好的光纤环绕在骨架上，光纤层的每一层之间有粘接有机硅粘接剂，每根光纤表面设有颜色层，具有温度分布均匀、应力小、抗振动、抗冲击等特点，应用后可有效地降低陀螺温度漂移以及振动影响，采用着色光纤，不需铺垫薄膜制造的光纤陀螺环圈，避免了引入薄膜材料而对光纤环圈的影响，从而也减少了光纤陀螺的测量精度误差，降低了光纤陀螺环圈的损耗，提高了光纤陀螺的温度稳定性、测量的重复性和灵敏度，采用层与层之间直接粘结，提高了光纤陀螺环圈的机械可靠性，从而提高了光纤陀螺的机械可靠性。

技术特征：

1.一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，包括以下步骤，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，其特征在于：s1环形槽的高度和宽度尺寸分别大于光纤环宽度及厚度尺寸10毫米，外骨架和内骨架材料为金属，阻燃隔热隔振材料层的材料为阻燃型聚氨酯，胶层为硅胶，阻燃隔热隔振材料层的厚度为3毫米。

3.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，其特征在于：s2将上色后的光纤绕制在光纤陀螺的骨架上，利用光纤环骨架采用相同的工艺分别绕制两根保偏光纤，形成两个光纤环，两个光纤环的层数和每层上光纤的匝数相同。

4.根据权利要求3所述的一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，其特征在于：对光纤环进行灌封，填充机硅粘接剂于光纤环空隙中，对每层光纤绕好后涂上有机硅粘接剂，在机硅粘接剂未干前绕下一层，每一层之间的光纤相互粘接，粘接后保持位置固定。

5.根据权利要求4所述的一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，其特征在于：光纤绕制的起始点位于光纤环骨架的工装处，将光纤从中点处均分为两段，顺时针方向缠绕中点一侧的光纤，自上而下缠绕至光纤环骨架的下边缘工装处，形成光纤层，光纤着色时使用光纤着色机，控制光纤的张力保持在6～9克之间，着色后放置晾干。

6.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，其特征在于：s4固化后去掉定位成型工装，在空格处填补固化胶液，补胶后直接翻转光纤环，将光纤环反向定位粘接到骨架上，完成光纤环和骨架的粘接。

技术总结本发明公开了一种光纤陀螺用骨架的制造工艺，涉及光纤陀螺技术领域，包括以下步骤，S1、骨架组成：光纤陀螺用骨架组成为外骨架、内骨架和用于用于安装光纤光纤环的环形槽开口，环形槽的内内部设有阻燃隔热隔振材料层，在阻燃隔热隔振材料层上涂有用于粘接的胶层；S2、制备光纤环；S3、进行检验；S4、完成粘接。本发明采用有机硅类胶黏剂为室温固化的胶黏剂，解决了传统有机硅胶黏剂需要加热固化的问题，简化了粘接工艺，缩短生产周期、降低生产成本、改善产品质量，每根光纤表面设有颜色层，具有温度分布均匀、应力小、抗振动、抗冲击等特点，应用后可有效地降低陀螺温度漂移以及振动影响，提高了光纤陀螺的机械可靠性。技术研发人员：鞠佳梁,赵静受保护的技术使用者：北京朋正华兴光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29