CN104596498A - 一种光纤传感环圈的封装方法 - Google Patents

一种光纤传感环圈的封装方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104596498A
CN104596498A CN201510055356.XA CN201510055356A CN104596498A CN 104596498 A CN104596498 A CN 104596498A CN 201510055356 A CN201510055356 A CN 201510055356A CN 104596498 A CN104596498 A CN 104596498A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical sensor
fibre optical
sensor ring
encapsulation
glue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510055356.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王树宇
刘军号
庞璐
梁小红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 46 Research Institute
Original Assignee
CETC 46 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 46 Research Institute filed Critical CETC 46 Research Institute
Priority to CN201510055356.XA priority Critical patent/CN104596498A/zh
Publication of CN104596498A publication Critical patent/CN104596498A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光纤传感环圈的封装方法。该方法对光纤传感环圈进行两次封装，分别为光纤传感环圈的一次封装和二次封装。首先对光纤传感环圈进行一次封装，即内部封装，采用浸胶的封装方式，且封装用胶具有高导热性能；其次对光纤传感环圈进行二次封装，即外部封装：将光纤传感环圈粘接在环圈的防护罩中，用低导热、低应力的凝胶进行灌封。采用该方法封装的光纤传感环圈，可以有效的阻止环圈外部热量的导入，降低环圈内部的温度梯度，从而减小光纤陀螺的温度漂移误差。

Description

一种光纤传感环圈的封装方法
技术领域
本发明涉及光纤陀螺系统，特别是涉及一种光纤传感环圈的封装方法。
背景技术
干涉式光纤陀螺干涉仪主要包括：光源、分光波导、光纤传感环圈、起偏器和探测器等五大部分。其中光纤传感环圈是采用偏振保持光纤或者低双折射光纤按照一定的方式（如四级对称）缠绕而成。光纤陀螺系统可以通过测量在光纤传感环圈中的两束光之间的相位差来测量物体的旋转角速度。
环境因素可以影响在光纤传感环圈中相向传输的两束光波之间的相位差的测量，使其在测量时产生测量误差。这些环境因素主要包括：温度、振动、压力和磁场等，因此可以通过改变光纤传感环圈的结构使其具有很高的抗外界干扰的能力，这样可以达到降低测量误差的目的。
光纤传感环圈的封装方法对相位误差的产生有很大的影响，主要包括封装方案、封装材料的特性等。传统光纤陀螺中并未对光纤传感环圈进行精密的封装，只是简单的将光纤传感环圈安装到陀螺系统中；或者进行简单的处理，对环圈及其防护罩表面涂覆隔热涂层，进行隔热处理，目的是减小环圈内部的温度梯度。这些封装方案对环圈的隔热效果很有限，对光纤陀螺测量误差的降低是有限的。
同样传统光纤陀螺中，光纤传感环圈的封装材料的选择也不够完善，并为对封装材料的具体特性进行精细研究，比如封装材料的导热性能、硬度和模量等。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以改善光纤传感环圈温度漂移性能的封装方法。该方法对光纤传感环圈进行两次封装，分别为光纤传感环圈的一次封装和二次封装。首先对光纤传感环圈进行一次封装，即内部封装，采用浸胶的封装方式，且封装用胶具有高导热性能；其次对光纤传感环圈进行二次封装，即外部封装：将光纤传感环圈粘接在环圈的防护罩中，用低导热、低应力的凝胶进行灌封。采用该方法封装的光纤传感环圈，可以有效的阻止环圈外部热量的导入，降低环圈内部的温度梯度，从而减小光纤陀螺的温度漂移误差。
本发明通过以下技术方案来实现：一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）.先将偏振保持光纤绕制成光纤传感环圈；
（2）.对光纤传感环圈进行一次封装，即内部封装；封装方法采用浸胶方法，将绕好的光纤传感环圈浸入到胶中，并进行光纤传感环圈的固化处理；
（3）.将一次封装后的光纤传感环圈退去骨架，并粘接在防护罩中；
（4）.向防护罩中注胶，进行二次封装。
本发明具有如下有益效果：
1、光纤传感环圈内部封装用胶采用高导热性能，降低了环圈内部的温度梯度，有利于减小光纤陀螺的温度漂移误差；
2、对光纤传感环圈外部用胶进行封装，并且采用低导热性能、低应力的凝胶，减慢了环圈外围热量的导入，降低了环圈内部的温度梯度，有利于减小光纤陀螺的温度漂移误差；
3、光纤传感环圈内部封装采用浸胶方案，使环圈内部浸胶均匀，不会产生额外的不规则应力；光纤传感环圈外部封装采用低应力的凝胶，使在封装过程中不会对光纤传感环圈产生额外的作用力。两者都降低了光纤传感环圈内部不规则应力的产生，有利于提高光纤传感环圈的温度性能，减小光纤陀螺漂移误差的产生。
附图说明
图1 是本发明实施例中一种光纤传感环圈示意图；
图2 是本发明实施例中一种光纤传感环圈一次封装浸胶示意图；
图3 是本发明实施例中一种固化并去除骨架后的光纤传感环圈示意图；
图4 是本发明实施例中一种封装后光纤传感环圈示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种光纤传感环圈的封装方法包括以下步骤：
（1）将偏振保持光纤1采用四级对称的方法缠绕到光纤传感环圈的骨架2上，光纤之间具有一定的间隙，如图1所示。光纤与光纤之间不用胶进行封装处理。
（2）将绕制完成的光纤传感环圈放入装有封装用胶3的容器4中进行浸胶处理，如图2所示。采用抽空浸胶或者加压浸胶的方式使封装用胶完全浸入光纤传感环圈内部；一次封装用胶导热系数为0.5W/M*K~1.0W/M*K。
（3）浸胶完成后，将光纤传感环圈从容器4中取出，将浸胶后的光纤传感环圈进行固化处理，固化方式根据胶的特性采用加热或者紫外固化方法；固化温度不高于85摄氏度。
（4）光纤传感环圈固化完成后，将一次封装后的光纤传感环圈骨架2从光纤上卸下，形成如图3所示的无骨架的光纤传感环圈。
（5）将所剩的无骨架的光纤传感环圈粘接在防护罩7内；如图4所示。粘接用胶6为高模量胶，模量1000MPa~5000MPa。防护罩7为铝加工制成。
（6）光纤传感环圈与防护罩之间用胶灌注进行二次封装，将二次封装用胶5注入到光纤传感环圈与防护罩7的间隙中，并排除气泡，固化。光纤传感环圈二次封装用胶5要求导热系数低，模量低。二次封装用胶5导热系数小于0.3W/M*K，模量小于1MPa。
实施例：
（1）将偏振保持光纤采用标准四级对称方式缠绕在光纤传感环圈骨架上，光纤之间存在缝隙。
（2）光纤传感环圈浸胶处理。一次封装用胶采用环氧树脂类，粘度为1000cPS，导热系数为0.55W/M*K。
（3）一次封装固化方式为加热固化，固化温度为80度，固化时间为6小时。
（4）光纤传感环圈固化后将骨架从环圈上卸下。粘接在环圈的防护罩内，粘接用胶为环氧树脂，模量为4000MPa。
（5）二次封装用胶为低模量凝胶，模量为0.8MPa，导热系数为0.2 W/M*K。
将此种方法封装的光纤传感环圈装配到光纤陀螺系统中，光纤陀螺系统温度漂移误差为0.5°/h,好于常规封装方法的0.8°/h。

Claims (6)

1.一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）.先将偏振保持光纤绕制成光纤传感环圈；
（2）.对光纤传感环圈进行一次封装，即内部封装；封装方法采用浸胶方法，将绕好的光纤传感环圈浸入到胶中，并进行光纤传感环圈的固化处理；
（3）.将一次封装后的光纤传感环圈退去骨架，并粘接在防护罩中；
（4）.向防护罩中注胶，进行二次封装。
2.如权利1中所述的一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，偏振保持光纤绕制成光纤传感环圈采用四级对称的方法缠绕，光纤之间具有间隙。
3.如权利1中所述的一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，采用抽空浸胶或者加压浸胶的方式使封装用胶完全浸入光纤传感环圈内部；一次封装用胶导热系数为0.5W/M*K~1.0W/M*K。
4.如权利1中所述的一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，将浸胶后的光纤传感环圈进行固化处理，固化方式根据胶的特性采用加热或者紫外固化方法；固化温度不高于85摄氏度。
5.如权利1中所述的一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，将一次封装后的光纤传感环圈骨架卸下，并将所剩的无骨架的光纤传感环圈粘接在防护罩内；粘接用胶模量1000MPa~5000MPa。
6.如权利1中所述的一种光纤传感环圈的封装方法，其特征在于，光纤传感环圈与防护罩之间用胶灌注进行二次封装，二次封装用胶导热系数小于0.3W/M*K，模量小于1MPa。
CN201510055356.XA 2015-02-03 2015-02-03 一种光纤传感环圈的封装方法 Pending CN104596498A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510055356.XA CN104596498A (zh) 2015-02-03 2015-02-03 一种光纤传感环圈的封装方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510055356.XA CN104596498A (zh) 2015-02-03 2015-02-03 一种光纤传感环圈的封装方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104596498A true CN104596498A (zh) 2015-05-06

Family

ID=53122434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510055356.XA Pending CN104596498A (zh) 2015-02-03 2015-02-03 一种光纤传感环圈的封装方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104596498A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106546783A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 北京自动化控制设备研究所 一种无骨架保偏光纤延迟环的制备方法
CN108592964A (zh) * 2018-05-25 2018-09-28 山东省科学院激光研究所 可调谐去敏小型光纤干涉仪
CN109578401A (zh) * 2019-01-02 2019-04-05 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种光纤陀螺环圈与骨架的凸台补胶粘接方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101403616A (zh) * 2008-11-13 2009-04-08 哈尔滨工程大学 光纤陀螺脱骨架光纤环拆卸装置
CN102967302A (zh) * 2012-11-16 2013-03-13 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种光纤陀螺用骨架及其制造方法和封装光纤环圈方法
CN103278885A (zh) * 2013-04-27 2013-09-04 福建华科光电有限公司 小尺寸光纤耦合器的制造方法
CN103674005A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 中国航空工业第六一八研究所 一种光纤陀螺磁屏蔽罩

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101403616A (zh) * 2008-11-13 2009-04-08 哈尔滨工程大学 光纤陀螺脱骨架光纤环拆卸装置
CN103674005A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 中国航空工业第六一八研究所 一种光纤陀螺磁屏蔽罩
CN102967302A (zh) * 2012-11-16 2013-03-13 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 一种光纤陀螺用骨架及其制造方法和封装光纤环圈方法
CN103278885A (zh) * 2013-04-27 2013-09-04 福建华科光电有限公司 小尺寸光纤耦合器的制造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106546783A (zh) * 2015-09-17 2017-03-29 北京自动化控制设备研究所 一种无骨架保偏光纤延迟环的制备方法
CN106546783B (zh) * 2015-09-17 2019-09-17 北京自动化控制设备研究所 一种无骨架保偏光纤延迟环的制备方法
CN108592964A (zh) * 2018-05-25 2018-09-28 山东省科学院激光研究所 可调谐去敏小型光纤干涉仪
CN109578401A (zh) * 2019-01-02 2019-04-05 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种光纤陀螺环圈与骨架的凸台补胶粘接方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106595627A (zh) 一种光纤环圈骨架及其浸胶固化方法
CN102589541B (zh) 一种消除外界环境因素影响的光纤环
CN102967302B (zh) 一种光纤陀螺用骨架及其制造方法和封装光纤环圈方法
EP2860493B1 (en) Sensing coil for fiber optic gyroscopes and manufacturing method for same
CN104729752A (zh) 一种非金属光纤光栅高温传感器及其制作方法
CN104596498A (zh) 一种光纤传感环圈的封装方法
CN109211218B (zh) 一种用于光纤陀螺的光纤环及光纤环加工方法
CN109737947B (zh) 一种四环设计光纤陀螺用光纤环制备方法
CN202350792U (zh) 绝热性好的光纤陀螺用光纤环圈
CN103149405A (zh) 一种全光纤电流互感器传感头
CN103698849A (zh) 一种光纤气泡的制作方法
CN105378524A (zh) 偏振保持光纤包装
IL172639A (en) Polymeric material with voids that compress to allow the polymeric material to absorb applied force and decrease reaction force to one or more sensor fibers
CN102053306B (zh) 一种保偏光纤耦合器的封装工艺方法
CN103512593B (zh) 一种嵌入式光纤光栅传感器及制作方法
CN107037253A (zh) 一种全光纤电流互感器传感头
CN104280589A (zh) 一种基于传感光纤穿管保护的全光纤电流互感器传感头
JP2015132606A (ja) 光ファイバジャイロスコープ内でのガスの変化を制御するためのシステムおよび方法
CN106840455A (zh) 适用于真空环境下的异形基底光纤光栅传感器
CN108267631A (zh) 一种采用高磁光系数传感光纤的电子式全光纤电流互感器
CN106482657A (zh) 光纤光栅动应变传感器封装结构和方法
CN203178337U (zh) 一种全光纤电流互感器传感头
CN202869489U (zh) 一种低应力光纤环骨架
CA2639692A1 (en) Optical fiber coating system and monitoring method for improved thermal performance in fiber optic sensors
CN109459830A (zh) 分布式光纤光栅振动传感器的封装结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150506

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication