[发明专利]一种改善光纤陀螺环圈性能的尾纤施胶工艺方法

说明书

本发明涉及一种改善光纤陀螺环圈性能的尾纤施胶工艺方法，首先，用一种打底胶进行铺底，形成底层胶层；然后在打底胶上层进行中间胶层光纤胶粘接光纤尾纤；最后在最上层加入保温隔热胶，形成顶层胶层。本发明所提出的尾纤施胶工艺方法是一种先进的工艺设计理念，具有适应面广、操作性强的特点，对降低环圈环境干扰具有较强应用价值，该成果具有创新性，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其是一种改善光纤陀螺环圈性能的尾纤施胶工艺方法。

背景技术

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的光纤角速率传感器，具有体积小、精度高、全固态、使用寿命长、动态范围大等优点。基于光纤陀螺的捷联式惯性导航系统已被广泛应用于航天航空、舰艇导航等领域。

光纤环圈作为光纤陀螺中的敏感核心，其性能直接影响陀螺的精度。当光纤环圈所处的环境因素发生变化时，在光纤环圈中反向传播的两束光波将产生非互易性相位差，这种非互易性相移与角速度引起的Sagnac相移在解调过程中不可分离，直接影响环圈的敏感角速度的准确性。造成上述非互易性误差的根本原因是光纤敏感环圈存在应力分布不对称，从而引起环圈相移发生变化。

随着光纤陀螺环圈绕制工艺的不断成熟，其环圈内部的不对称性以及应力分布均匀性日渐提高，但环圈的尾纤处理仍然需要正确和细致的工艺加以保证，以便获得更为优异的应用性能。然而，光纤陀螺尾纤和波导熔接完毕通常需要施胶加以固定，以便满足后续振动和温变性能要求。根据shupe公式，由于尾纤处于环圈的末端，影响因子最大，且靠近干涉仪终端对陀螺最后的性能影响至关重要。尾纤施胶后胶体内部通常会产生气泡，那么如何施胶将其气泡去除干净同时又不影响后端工序显得尤为重要。特别是当有外界温度变化或者是气流扰动过程中，尾纤中因为胶体施加不均匀或者因为有残余气泡存在，会在陀螺输出中出现尖刺，甚至是在长期应用过程中产生可靠性隐患。通常需要对胶体进行抽真空和脱泡处理。即便经过脱泡处理后仍然会有较大的热应力，特别是在温度变化较为剧烈的情况下，陀螺的漂移仍然很严重。我们知道，一般情况下光纤陀螺很少将其裸环圈进行直接应用，通常需要对环圈整体磁屏蔽后再将尾纤由磁屏蔽盒引出后再与Y波导进行熔接。这样就有一部分与波导衔接光纤会爆露在相对密闭的磁屏蔽盒外，上述尾纤如果不进行任何处理的话，直接暴露在应用环境下，其感受的温度变化以及受到的扰动会非常剧烈。要想有效地减小陀螺输出误差以及降低陀螺环境干扰的敏感性，有必要对上述尾纤进行加固处理。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种改善光纤陀螺环圈性能的尾纤施胶工艺方法。该方法是一种低应力尾纤加固方法，可以有效降低环圈对环境干扰的灵敏度，提升光纤陀螺的温度和振动性能，进而提升光纤陀螺的工程应用。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种改善光纤陀螺环圈性能的尾纤施胶工艺方法，其特征在于：首先，用一种打底胶进行铺底，形成底层胶层；然后在打底胶上层进行中间胶层光纤胶粘接光纤尾纤；最后在最上层加入保温隔热胶，形成顶层胶层。

而且，所述的打底胶可选用环氧树脂类胶体，上述打底胶的厚度不宜过厚，原则上不超过0.2mm。

而且，所述的光纤胶可以为一般类型的丙烯酸酯，要求胶体的玻璃化温度点高于陀螺正常工作范围，层胶层厚度约为一根光纤量，其线胀系数以及模量等参数与光纤相匹配。

而且，所述的顶层胶宜选用硅胶，胶层厚度小于0.2mm。

而且，在中间胶层的胶水上排好待固化的尾纤后，对每层胶体进行单独真空脱泡处理。

本发明的优点和积极效果是：

本发明是一种采取三明治胶体材料结构的环圈尾纤胶的全新固化方法，本方法使用三种胶水分为三层，分别起到底面应力消减、中间应力缓冲以及顶层的保护作用，有效的起到对气流、振动和温度场的缓冲及尾纤加固作用。