[发明专利]一种用于高精度光纤陀螺的双层磁防护承环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高精度光纤陀螺的双层磁防护承环装置，具体来说，是一种通过采用双层磁屏蔽结构及承载骨架，对光纤陀螺主要敏感器件光纤环进行磁防护和承载的结构，属于惯性技术领域。

背景技术

光纤陀螺的基本原理是基于Sagnac效应产生一个非互易的相位差Δφ_R，理论上，磁场环境不应该对光纤陀螺的正常工作产生影响，但只是在光纤环理想的情况下，即光在光纤环中的偏振态不发生变化时才成立。实际应用中，由于光纤环的不理想，如光纤环均匀度不够高、绕制中螺旋角过大等，光纤陀螺的输出在磁场存在的情况下会发生明显的变化。如在磁场作用下，在光纤中传播的偏振光由于Faraday磁光效应会产生一个非互易的圆双折射，这个圆双折射和光纤的扭转产生的圆双折射等共同作用，产生Faraday非互易相位差。Faraday效应产生的误差相位与Sagnac效应产生的相位无法区分，导致光纤陀螺的零位误差。在实际应用环境中，不可避免的存在磁场干扰，其中包括自然磁场干扰源及人为磁场干扰源。地磁场属于自然干扰源，近地空间的磁场像一个均匀磁化球体的磁场，为低频磁场；人为磁场干扰源是由机电或其他人工装置产生的磁能量干扰，这些磁场在光纤陀螺工作过程中都会产生一个由磁光法拉第效应引起的非互易相位差Δφ_m。即使采用保偏光纤，由于残余双折射引起沿光纤的偏振态变化，各微段对应的与偏振态有关的系数不再是一个常数，因此，两束反向传播光波之间总的相位差不会完全为零，即存在Δφ_m。Δφ_m的存在会对光纤陀螺，尤其是高精度光纤陀螺的输出造成影响，特别是当光纤陀螺的敏感轴指向保持不变时，陀螺的输出测量结果随位置的转动而产生较大的偏差，即“六位置”误差现象等等。因此，为了减小磁场作用下Faraday效应产生的非互易相位差对陀螺输出精度的影响必须对其光纤环部分采取适当的磁防护措施。

现有用于高精度光纤陀螺的光纤环封装结构，采用单层磁防护的结构，主要应用于有气密性要求及磁屏蔽要求的中高精度光纤惯组环境下，如若用在高精度的环境下，则需要将单层磁屏蔽结构体厚度提高到2mm以上。通过计算及仿真分析，在应对复杂磁场的状况下，单层磁屏蔽结构无法满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高精度光纤陀螺的双层磁防护承环装置，通过采用双层磁屏蔽结构及承载骨架，对光纤陀螺主要敏感器件光纤环进行磁防护和承载。

一种用于高精度光纤陀螺的双层磁防护承环装置，包括内层磁屏蔽封装结构与外层磁屏蔽外罩。

其中，内层的磁屏蔽封装结构包括支撑体、磁屏蔽内套、磁屏蔽封盖、光纤环、Y波导以及引纤端子，支撑体采用非屏蔽材料，为由环状底盘A、套筒A、Y波导安装横梁、连接块A与连接块B构成的一体结构，环状底盘A内圆周与套筒A底端周向相连，环状底盘A外圆周边缘为向下的折边；Y波导安装横梁设置在套筒A内侧壁上，Y波导安装横梁下表面中部内凹，形成Y波导安装槽，将Y波导固定在Y波导安装槽内；套筒A内侧壁顶部周向均布有至少2个连接块A，每个连接块A上分别开有封盖固定螺孔与上盖固定螺孔以及开槽盘钉螺孔；开槽盘钉的一端由连接块B下方穿过开槽盘钉螺孔与连接块B固定；在套筒A内侧壁底部周向均布有至少2个连接块B，连接块B上开有底座固定螺孔；连接块B的底面低于环形圆盘A的下表面，且连接块B的底面到环形圆盘A底面的距离等于环形圆盘A的折边的宽度。

磁屏蔽内套为由环状底盘B、套筒B构成的一体结构；其中，环状底盘B内圆周与套筒B底端周向相连；套筒B与套筒A间相互固定，套筒B套接在套筒A外侧，使环状底盘B下表面与环状底盘A上表面贴合；光纤环套在套筒B上，且光纤环的粘结面粘结在环状圆盘B上；所述磁屏蔽内套采用带背胶箔材、1J50或1J79，通过航空用胶与支撑体间粘接；上述环状底盘B与环状底盘A外圆周边缘处对应开有缺口。

所述磁屏蔽封盖为由环形顶盘与环状外壁以及凸耳构成的一体结构，环形顶盘的外圆周与环状外壁顶端周向相连，环形顶盘内圆周上周向均匀设计有凸耳；磁屏蔽封盖与支撑体间的具体连接方式为：磁屏蔽封盖中环状外壁底端面、环形顶盘分别与磁屏蔽内套中环形底盘B上表面、套筒B顶端面贴合后，使各个凸耳与支撑体中各连接块A配合，通过螺栓将凸耳与连接块A固定拧紧。

支撑体中环形底盘A下表面周向上具有四个弧线形突起，且四个弧线形突起的弧心与环形底盘A中心共点，通过四条弧线形突起将环形底盘A分为内外两圈；Y波导安装横梁上固定安装有引纤端子，引纤端子位于Y波导安装横梁上的Y波导的单路尾纤伸出端相对一端；