CN110514195B - 一种光纤环封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种光纤环封装结构，包括磁屏蔽层1、热控制层2、粘接层3、光纤环5，光纤环5为环状体结构；热控制层2为空心环状体结构，光纤环5设置于热控制层2为空心环状体内部，光纤环5的上侧面和下侧面分别通过粘接层3与热控制层2的内表面连接固定；磁屏蔽层1为空心环状体结构，热控制层2和光纤环5设置于磁屏蔽层1的空心环状体内部。解决工程实际中复杂环境条件下的光纤环封装问题，提升光纤陀螺的环境适应性。

Description

一种光纤环封装结构
技术领域
本发明属于光纤陀螺技术，具体涉及一种提升光纤陀螺环境适应性的光纤环封装结构。
背景技术
光纤陀螺作为一种角度传感器，具有抗电磁干扰、动态范围大、可靠性高等优点，被广泛应用于空、天、海、陆领域中。然而，作为核心部件的光纤环对温度、磁场、振动、水汽有着极高的敏感性。这些环境的不确定性引起的非互易性相移会使光纤陀螺的零偏产生漂移，限制了光纤陀螺性能的进一步提高。
隔离或削弱外界温度、磁场和振动环境变化对光纤环的影响，为光纤环提供较为理想的工作环境，是提升光纤陀螺环境适应性的一种有效手段。
现有技术将光纤环通过结构胶端面粘接至磁屏蔽基座上，然后将磁屏蔽外罩焊接至磁屏蔽基座上。光纤环在结构中处于悬臂状态，受结构特性影响，耐振动不足；磁屏蔽基座和外罩通过棒材机加获得，应力敏感性大，磁屏蔽性能易降低；材料导热系数低，光纤环热场均匀性不利。
发明内容
本发明的目的是，提供一种光纤环封装结构，解决工程实际中复杂环境条件下的光纤环封装问题，提升光纤陀螺的环境适应性。
本发明的技术方案是一种光纤环封装结构，包括磁屏蔽层1、热控制层2、粘接层3、光纤环5，光纤环5为环状体结构；
热控制层2为空心环状体结构，光纤环5设置于热控制层2为空心环状体内部，光纤环5的上侧面和下侧面分别通过粘接层3与热控制层2的内表面连接固定；
磁屏蔽层1为空心环状体结构，热控制层2和光纤环5设置于磁屏蔽层1的空心环状体内部。
进一步地，磁屏蔽层1包括磁屏蔽上罩101和磁屏蔽下罩102，磁屏蔽上罩101为环状体结构且截面为U型，磁屏蔽下罩102为环状体结构且截面为L型，磁屏蔽上罩101和磁屏蔽下罩102配合构成空心环状体结构。
进一步地，磁屏蔽上罩101和磁屏蔽下罩102均为软磁合金材料。
进一步地，热控制层2包括热控制层罩203和热控制层骨架204，热控制层罩203为环状体结构且截面为倒L型，热控制层骨架204为环状体结构且截面为L型，热控制层罩203和热控制层骨架204配合构成空心环状体结构。
进一步地，热控制层2的空心内表面设置镀银层202。
进一步地，热控制层罩203和热控制层骨架204均为铝或铜材料。
进一步地，热控制层罩203和热控制层骨架204接触部位设置密封胶。
进一步地，热控制层骨架204环状内侧设置法兰205。
进一步地，粘接层3为可压缩胶块301。
进一步地，光纤环5与所述热控制层2之间存在有间隙4。
本发明的技术效果：
1、本发明将光纤环上下端面同时粘接，避免了光纤环的悬臂连接，提高了敏感组件的连接强度，提高了光纤陀螺的耐振动性能。
2、本发明采用高模量可压缩胶块，可有效调节光纤环高度误差等引起的粘接层厚度变化，同时高模量保证了结构的连接强度。
3、本发明采用多层热控制结构，提升光纤环周围热场均匀性，有效隔离传递至光纤环的热量，减小了外界热场变化对光纤环的影响。
4、本发明采用密封胶密封，可有效隔绝外部水汽对光纤环的影响，提升光纤陀螺的标度因数稳定性。
5、本发明采用的磁屏蔽层机械应力敏感性低，导磁率高，重量轻，磁屏蔽效果显著。
附图说明
图1为光纤环封装结构整体结构图；
图2为光纤环封装结构剖面图；
图3为光纤环封装结构原理图；
图4为光纤环封装结构爆炸图；
附图标记说明：1-磁屏蔽层、2-热控制层、3-粘接层、4-间隙、5-光纤环、101-磁屏蔽上罩、102-磁屏蔽下罩、202-镀银层、203-热控制层罩、204-热控制层骨架、205-法兰、301-可压缩胶块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为光纤环封装结构整体结构图，如图1所示，本发明提供一种光纤环封装结构。图2为光纤环封装结构剖面图，图3为光纤环封装结构原理图，结合图2和图3所示，光纤环封装结构包括磁屏蔽层1、热控制层2、粘接层3、空气隙4、光纤环5。热控制层2为空心环状体结构，光纤环5设置于热控制层2为空心环状体内部，光纤环5的上侧面和下侧面分别通过粘接层3与热控制层2的内表面连接固定。磁屏蔽层1为空心环状体结构，热控制层2和光纤环5设置于磁屏蔽层1的空心环状体内部。
图4为光纤环封装结构爆炸图，结合图3和图4，其中磁屏蔽层1由磁屏蔽上罩101和磁屏蔽下罩102组合而成，磁屏蔽上罩101为环状体结构且截面为U型，磁屏蔽下罩102为环状体结构且截面为L型，磁屏蔽上罩101和磁屏蔽下罩102配合构成空心环状体结构，位于光纤环封装结构的最外层；磁屏蔽上罩101、磁屏蔽下罩102均为软磁合金材料，如81HMA等，通过板材冲压方式获得。磁屏蔽上罩101和磁屏蔽下罩102通过搭接的方式连接，形成闭合磁回路。
结合图3和图4所示，热控制层2由热控制层罩203和热控制层骨架204组合而成，热控制层罩203为环状体结构且截面为倒L型，热控制层骨架204为环状体结构且截面为L型，所述热控制层罩203和所述热控制层骨架204配合构成空心环状体结构。热控制层2的热控制层罩203和热控制层骨架204由铝或铜等材料制成，导热系数高，能够快速将外部环境的热量均匀分布至光纤环外围，热控制层2内表面设置镀银层202，可有效削减热量的辐射。热控制层罩203和热控制层骨架204本身具有一定的厚度，作为光纤环封装结构的支撑主体，两者通过结构胶粘接连接，保证结构强度。
在热控制层结合部分涂硅橡胶等密封胶，使得热控制层封闭为一个整体，有效隔绝外部水汽。
光纤环5上下侧面通过粘接层3与热控制层罩203和热控制层骨架204连接固定。通过压缩高模量可压缩胶块301的高度调节光纤环5的高度误差引起安装高度的不匹配。粘接层3为均匀分布的高模量可压缩胶块301，胶块间的空气隙与光纤环内外圆周面的空气隙连通。
光纤环封装结构通过热控制层骨架204的连接法兰205与外部连接固定。连接法兰205圆周均匀分布，保证连接的强度与对称性。

Claims (7)

1.一种光纤环封装结构，其特征在于，包括磁屏蔽层(1)、热控制层(2)、粘接层(3)、光纤环(5)，所述光纤环(5)为环状体结构；
所述热控制层(2)为空心环状体结构，所述光纤环(5)设置于所述热控制层(2)空心环状体内部，所述光纤环(5)的上侧面和下侧面分别通过粘接层(3)与热控制层(2)的内表面连接固定；
所述磁屏蔽层(1)为空心环状体结构，所述热控制层(2)和光纤环(5)设置于所述磁屏蔽层(1)的空心环状体内部；
其中，粘接层(3)为均匀分布的高模量可压缩胶块(301)，高模量可压缩胶块(301)间的空气隙与光纤环内外圆周面的空气隙连通；
所述热控制层(2)包括热控制层罩(203)和热控制层骨架(204)，所述热控制层罩(203)和热控制层骨架(204)均为铝或铜材料，所述热控制层罩(203)和热控制层骨架(204)接触部位设置密封胶。
2.根据权利要求1所述的光纤环封装结构，其特征在于，磁屏蔽层(1)包括磁屏蔽上罩(101)和磁屏蔽下罩(102)，所述磁屏蔽下罩(102)为环状体结构且截面为L型，所述磁屏蔽上罩(101)为环状体结构且截面为U型，所述磁屏蔽下罩(102)和磁屏蔽上罩(101)配合构成空心环状体结构。
3.根据权利要求2所述的光纤环封装结构，其特征在于，磁屏蔽上罩(101)和磁屏蔽下罩(102)均为软磁合金材料。
4.根据权利要求1所述的光纤环封装结构，其特征在于，所述热控制层罩(203)为环状体结构且截面为倒L型，所述热控制层骨架(204)为环状体结构且截面为L型，所述热控制层罩(203)和所述热控制层骨架(204)配合构成空心环状体结构。
5.根据权利要求4所述的光纤环封装结构，其特征在于，所述热控制层(2)的空心内表面设置有镀银层(202)。
6.根据权利要求4所述的光纤环封装结构，其特征在于，所述热控制层骨架(204)环状内侧设置法兰(205)。
7.根据权利要求1所述的光纤环封装结构，其特征在于，所述光纤环(5)与所述热控制层(2)之间存在间隙(4)。
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