CN202452982U - 一种磁屏蔽光纤陀螺 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁屏蔽光纤陀螺,光纤陀螺环体和外罩采用高导磁材料制作，并采用激光焊接方式进行连接成为一体化结构,作为光纤陀螺屏蔽体。它能够给环境磁通提供一个闭环回路，并使磁场限制在屏蔽体内，有效降低了陀螺内部的磁场强度，使光纤陀螺满足其特殊使用环境要求。由于高导磁材料密度是铝材的3倍左右，相对于铝质光纤陀螺来说，质量上有所增加。但经过对光纤陀螺环体和外罩进行最优化设计，有效减轻了环体和外罩的质量，光纤陀螺总的质量可以控制在可接受的范围内。

Description

一种磁屏蔽光纤陀螺

技术领域

 本实用新型涉及光纤陀螺领域，具体地说是指一种磁屏蔽光纤陀螺。

背景技术

构成光纤陀螺的结构部件主要包括光纤陀螺环体和外罩等。光纤陀螺环体设计成槽状结构，用来绕制光纤环。光纤陀螺设计时由于需要进行质量、强度方面的综合考虑，故多采用密度小、质量轻的材料，环体和外罩最常用的材料为铝合金，基本可以满足光纤陀螺的性能要求。对于因为地磁场、载体上的机电设备等外部环境的磁场则会引起光纤陀螺的偏置误差。不同的应用对偏置磁场灵敏度的要求有所不同。典型的惯导系统应用的光纤陀螺，所能允许的偏置磁场灵敏度较为严格，如不采取任何措施，光纤陀螺的固有偏置磁场灵敏度将无法满足其使用要求。

产生光纤陀螺偏置磁场灵敏度误差的主要原因是法拉第效应。光纤环中的光纤扭转等引起的圆双折射产生了法拉第相位偏差。由于光纤线圈中光传播方向的周期性，所以地磁场引起的径向非互易法拉第相位偏差很小。但是，当光纤线圈存在着周期恰好等于周长的扭转分量时，仍会产生非常大的法拉第漂移。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种磁屏蔽光纤陀螺，可靠实现光纤陀螺的磁屏蔽,有效降低了陀螺内部的磁场强度。

为解决上述技术问题，发明人在陀螺结构方面开展了新的设计工作，对陀螺的光路、电路部分进行合理布局设计。

光纤陀螺磁屏蔽结构部件主要包括：陀螺环体、环体外罩、耦合器压板、电路板和支柱。

陀螺环体上设计了环形圆槽，用于光纤环的绕制。圆槽的尺寸根据光纤绕制长度所需要的容积进行设计。陀螺环体上开有斜孔，可以将绕制完成的光纤环尾纤引出。

陀螺环体和环体外罩为高性能防磁材料，并采用激光焊接方式进行连接，结构紧凑，连接牢固稳定，具有较强的抗机械振动能力。

陀螺环体和环体外罩经过焊接成为一体化结构，为光纤环提供了相对封闭的环境，可以有效屏蔽外界磁场对陀螺信号的影响。

陀螺环体需要安装光学器件（Y波导、耦合器）和电路板等，在结构设计时将环体分为上、下两部分，环体的部上设计了方形凹槽，用于安装光学器件。环体下部为中空结构，有一定深度，可以重叠放置两块电路板，环体上有3个凸台用来固定电路板。

环体上、下两部分之间开有过线槽，导线和光纤可以通过此槽，便于光路和电路的连接。

本实用新型公开了一种磁屏蔽光纤陀螺,光纤陀螺环体和外罩采用高导磁材料制作，并采用激光焊接方式进行连接成为一体化结构,作为光纤陀螺屏蔽体。它能够给环境磁通提供一个闭环回路，并使磁场限制在屏蔽体内，有效降低了陀螺内部的磁场强度，使光纤陀螺满足其特殊使用环境要求。

由于高导磁材料密度是铝材的3倍左右，相对于铝质光纤陀螺来说，质量上有所增加。但经过对光纤陀螺环体和外罩进行最优化设计，有效减轻了环体和外罩的质量，光纤陀螺总的质量可以控制在可接受的范围内。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1为本实用新型外形图；

图2为本实用新型各部件安装图；

图3为陀螺环体和环体外罩连接示意图；

图4为陀螺光路示意图；

图5为陀螺环体结构图；

图6为图5倒过来的视图。

1环体外罩 2 陀螺环体3  Y波导4耦合器压板 5 耦合器

6 探测器 7光纤环 8 电路板 9 螺钉 10 支柱 11 尾纤

2.1 光纤环槽 2.2 陀螺安装台 2.3耦合器安装槽

2.4 Y波导安装槽 2.5 光纤尾纤过孔 2.6信号线过线槽

2.7 光纤过孔  2.8光纤斜槽  2.9电路板安装台。

具体实施方式

图1为本实用新型外形图，图2为本实用新型各部件安装图。

光纤环7通过采用四级对称绕法在陀螺环体2的光纤环槽2.1内进行绕制，环体外罩1套在光纤环7的外面，对光纤环7可以有磁屏蔽的效果。

Y波导3和耦合器5分别通过螺钉9、耦合器压板4 等固定在陀螺环体2上表面的耦合器安装槽2.3、Y波导安装槽2.4内，探测器6直接装焊到电路板8上。

电路板8分为两块，采用上下重叠的安装方式。通过陀螺环体2上的电路板安装台2.9进行固定，支柱10起到支撑作用。

图3为陀螺环体和环体外罩连接示意图。环体外罩1和陀螺环体2是光纤陀螺磁屏蔽的关键部件，直接影响到磁屏蔽的效果。环体外罩1和陀螺环体2在结构上必需保证零件之间的连接紧密，无漏磁通道。因此，采用激光焊接是比较可靠的方法。

图4为陀螺光路示意图。陀螺光学器件主要有耦合器、Y波导、探测器、光源和光纤环等，它们通过光纤连接形成完整的光路。本实用新型所需要的光信号由外部光源提供。光源产生的光经耦合器进入Y波导，Y波导的输出尾纤与光纤环对准熔接，光在光纤环线圈中沿相反方向传播，然后又回到Y波导的合光点上发生干涉，干涉光再次经过耦合器，并经过耦合器的另一端达到探测器进行解调。

如图5、图6所示的为陀螺环体结构示意图。陀螺环体的结构处理主要根据陀螺光路和电路的需要进行，它们共同构成一个完整的陀螺系统，陀螺安装台2.2则是陀螺系统对外连接接口。光路部分设置了光纤环槽2.1、耦合器安装槽2.3、 Y波导安装槽2.4、光纤尾纤过孔2.5、光纤过孔2.7、光纤斜槽2.8等，电路部分设置了信号线过线槽2.6、电路板安装台2.9等。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种磁屏蔽光纤陀螺，包括：陀螺环体、环体外罩、耦合器压板、电路板和支柱；其特征在于，陀螺环体和环体外罩为高性能防磁材料，并采用激光焊接方式进行连接成为一体化结构。

2.根据权利要求1所述的磁屏蔽光纤陀螺，其特征在于，所述陀螺环体分为上、下两部分，环体上部设有方形凹槽，光学器件安装在方形凹槽内；环体下部为中空结构，电路板放置在所述中空结构内。

3.根据权利要求1或2所述的磁屏蔽光纤陀螺，其特征在于，所述中空结构内包括若干个围绕电路板布置的凸台。

4.根据权利要求3所述的磁屏蔽光纤陀螺，其特征在于，所述陀螺环体上设有环形圆槽，光纤环绕制在所述环形圆槽内；陀螺环体上开有斜孔，光纤环尾纤从所述斜孔引出。

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