[发明专利]一种消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法

说明书

本发明公开了一种消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法，将光纤陀螺的外部套设橡胶环，在橡胶环的外部表面通过粘合剂粘贴一层金属纸，在金属纸的外部通过粘合剂固定一个玻璃圈，在玻璃圈的外部通过粘合剂粘附金属环圈；该消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法，可以有效的解决热膨胀系数不匹配及传热方式不对称对光纤陀螺性能的影响，并且成本低廉，实施方法简单，适于推广应用。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，更具体地说，尤其涉及一种消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法。

背景技术

光纤陀螺作为新型的光学陀螺仪表，具有可靠性高、耐冲击振动、寿命长、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。但当光纤陀螺工作环境的温度发生变化时，在光纤陀螺核心部件光纤环形传感器(简称：光纤环圈)中将产生热致非互异性相位噪声，即SHUPE误差。这种误差与光纤陀螺感知地球转速的SAGNAC效应无法区分，严重降低了光纤陀螺的实际探测精度。

现国内外对光纤环形传感器的此种传热性能进行了大量的理论研究，随着研究的不断深入，科研人员发现光纤环圈的热膨胀系数为各向异性。其轴向的热膨胀系数为径向热膨胀系数的100倍左右，导致很难找到一种合适的骨架材料可以同时满足其各向对热膨胀系数的匹配要求。

为降低光纤环圈与金属骨架之间由于热应力无法匹配而导致的热应力误差，科研人员研究出了一种全脱骨光纤环圈，即将光纤在金属骨架上完成环圈的绕制及固化后，再从金属骨架上脱离，从而形成了全脱骨环圈。将此种形式的光纤环圈的单侧底面与金属壳体进行粘接后，由于存在径向及轴向的自由膨胀可以很大程度上降低由于热膨胀不匹配导致的热应力。虽然这种底面支撑的无骨架环圈可以大大降低由于材料热膨胀系数不匹配而引入的热应力误差，但残余误差仍然存在，而且这种设计由于破坏了环圈传热的对称性而引入的非互异性传热SHUPE误差，从而影响环圈温度性能。因此必须找到一种新的无骨架环圈粘接方式，同时解决热膨胀系数不匹配及传热方式不对称对光纤陀螺性能的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法，包括如下步骤：

S1、将光纤陀螺的外部套设橡胶环，橡胶环的厚度为0.5-1.5cm，橡胶环的环内部为中空结构；

S2、在橡胶环的外部表面通过粘合剂粘贴一层金属纸，金属纸的厚度为0.5-0.8mm；

S3、在金属纸的外部通过粘合剂固定一个玻璃圈，玻璃圈的厚度为0.5-1cm；

S4、在玻璃圈的外部通过粘合剂粘附金属环圈。

优选的，所述粘合剂为环氧类丙烯酸酯光固化胶体。

优选的，所述橡胶环材料的热膨胀系数介于光纤环圈和金属环圈之间。

本发明的技术效果和优点：该消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法，可以有效的解决热膨胀系数不匹配及传热方式不对称对光纤陀螺性能的影响，并且成本低廉，实施方法简单，适于推广应用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种消除光纤陀螺热应力的全脱骨环圈的粘接方法，包括如下步骤：

S1、将光纤陀螺的外部套设橡胶环，橡胶环的厚度为0.5cm，橡胶环的环内部为中空结构，所述橡胶环材料的热膨胀系数介于光纤环圈和金属环圈之间；