一种光纤传感环圈的封装方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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宄，比如封装材料的导热性能、硬度和模量等。
【发明内容】
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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】
[0009]图1是本发明实施例中一种光纤传感环圈不意图；
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】
[0010]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:
(I)将偏振保持光纤I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。
[0011](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。
[0012](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。
[0013](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。
[0014](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。
[0015](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IMPa。
[0016]实施例:
(I)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。
[0017](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lOOOcPS，导热系数为0.55W/M*K。
[0018](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。
[0019](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。
[0020](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。
[0021]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° /ho
【主权项】
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I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I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?1.0ff/M*Ko
4.如权利I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I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I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IMPa。
【专利摘要】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。
【IPC分类】G01C19-72
【公开号】CN104596498
【申请号】CN201510055356
【发明人】王树宇, 刘军号, 庞璐, 梁小红
【申请人】中国电子科技集团公司第四十六研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月3日